Darkness Unleashed: Penemuan Terobosan NASA dari Gerhana Matahari 2024

Gerhana matahari tahun 2024 di seluruh Amerika Utara mendorong banyak proyek penelitian yang didukung NASA untuk mengamati dampak gerhana terhadap corona matahari, atmosfer bumi, dan komunikasi radio.

Data penting dikumpulkan dari teleskop berbasis darat, pesawat terbang, transmisi radio amatir, dan balon ketinggian yang diluncurkan siswa.

Gerhana Matahari Menyapu di Amerika Utara

Pada tanggal 8 April 2024, gerhana matahari total melintasi Amerika Utara, dimulai di pantai barat Meksiko, melanda Amerika Serikat, dan berakhir di timur laut Kanada. Untuk mempelajari peristiwa tersebut,[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>NASA funded several research projects and enlisted citizen scientists to explore how the Sun impacts Earth, particularly how its interactions affect the planet’s atmosphere and radio signals.

At a press briefing on December 10, scientists attending the American Geophysical Union’s annual meeting in Washington, D.C., shared early findings from several of these eclipse-related studies.

“Scientists and tens of thousands of volunteer observers were stationed throughout the Moon’s shadow,” said Kelly Korreck, eclipse program manager at NASA Headquarters in Washington. “Their efforts were a crucial part of the Heliophysics Big Year – helping us to learn more about the Sun and how it affects Earth’s atmosphere when our star’s light temporarily disappears from view.”

Mengamati Korona Matahari

Pada tanggal 8 April, proyek Citizen CATE 2024 (Continental-America Telescopic Eclipse) menempatkan 35 tim pengamat dari komunitas lokal dari Texas hingga Maine untuk menangkap gambar atmosfer luar Matahari, atau corona, selama totalitas. Tujuan mereka adalah untuk melihat bagaimana corona berubah ketika totalitas melanda seluruh benua.

Pada tanggal 10 Desember, Sarah Kovac, manajer proyek CATE di Southwest Research Institute di Boulder, Colorado, melaporkan bahwa, meskipun beberapa tim terhalang oleh awan, sebagian besar berhasil mengamati secara totalitas — mengumpulkan lebih dari 47.000 gambar secara keseluruhan.

Gambar-gambar ini diambil dalam cahaya terpolarisasi, atau cahaya yang diorientasikan ke arah berbeda, untuk membantu para ilmuwan lebih memahami proses pembentukan mahkota.

Kovac membagikan potongan pertama film yang dibuat dari gambar-gambar ini. Proyek ini masih menggabungkan semua gambar menjadi film final berdurasi satu jam, untuk dirilis di lain waktu.

“Keindahan CATE 2024 adalah kami memadukan ilmu pengetahuan profesional mutakhir dengan peserta komunitas dari semua lapisan masyarakat,” kata Kovac. “Dedikasi setiap peserta membuat proyek ini terlaksana.”

Tantangan dan Keberhasilan dalam Pengamatan Udara

Sementara itu, di ketinggian 50.000 kaki di atas tanah, dua pesawat NASA WB-57 mengejar bayangan gerhana saat melaju melintasi benua, mengamati di atas awan dan memperpanjang waktu totalnya menjadi sekitar 6 menit 20 detik.

Di dalamnya terdapat kamera dan spektrometer (instrumen yang menganalisis berbagai panjang gelombang cahaya) yang dibuat oleh beberapa tim peneliti untuk mempelajari corona.

Pada tanggal 10 Desember, Shadia Habbal dari Universitas Hawaii, yang memimpin salah satu tim, melaporkan bahwa instrumen mereka mengumpulkan data berharga, meskipun ada tantangan. Kamera yang mereka pasang di sayap pesawat mengalami getaran yang tidak terduga, sehingga menyebabkan beberapa gambar menjadi sedikit kabur.

Namun, semua kamera menangkap gambar detail corona, dan spektrometer yang terletak di hidung pesawat tidak terpengaruh. Hasilnya sangat sukses sehingga para ilmuwan berencana untuk melakukan eksperimen serupa di pesawat lagi.

“WB-57 adalah platform luar biasa untuk pengamatan gerhana yang akan kami coba manfaatkan untuk gerhana di masa depan,” kata Habbal.

Dampak pada Komunikasi Ionosfer

Pada tanggal 8 April, operator radio amatir atau “ham” mengirim dan menerima sinyal satu sama lain sebelum, selama, dan setelah gerhana sebagai bagian dari Festival Sains Ionosfer Gerhana Ham Radio Science Citizen Investigation (HamSCI). Lebih dari 6.350 operator radio amatir menghasilkan lebih dari 52 juta titik data untuk mengamati bagaimana hilangnya sinar matahari secara tiba-tiba selama totalitas mempengaruhi sinyal radio mereka dan ionosfer, wilayah yang dialiri arus listrik di atmosfer bagian atas bumi.

Komunikasi radio di dalam dan di luar jalur totalitas meningkat pada beberapa frekuensi (dari 1-7 MHz), menunjukkan adanya penurunan serapan ionosfer. Pada frekuensi yang lebih tinggi (10 MHz ke atas), komunikasi memburuk.

Hasil yang diperoleh dengan menggunakan teknik lain, yang memantulkan gelombang radio frekuensi tinggi (3-30 MHz) dari ionosfer, menunjukkan bahwa ketinggian ionosfer meningkat selama gerhana dan kemudian turun ke ketinggian normal setelahnya.

“Proyek ini membawa operator radio ham ke dalam komunitas sains,” kata Nathaniel Frissell, seorang profesor di Universitas Scranton di Pennsylvania dan pemimpin HamSCI. “Dedikasi mereka terhadap keahlian mereka membuat penelitian ini mungkin terjadi.”

Menjelajahi Respons Atmosfer

Selain mengamati atmosfer, Proyek Balon Gerhana Nasional mengorganisir kelompok pelajar di seluruh AS untuk meluncurkan balon ke dalam bayangan Bulan saat melintasi negara tersebut pada bulan April 2024 dan selama gerhana matahari pada bulan Oktober 2023. Tim menerbangkan sensor cuaca dan instrumen lainnya untuk mempelajari respons atmosfer terhadap bayangan gelap dan dingin.

Penelitian yang dilakukan oleh lebih dari 800 siswa ini menegaskan bahwa gerhana dapat menimbulkan riak di atmosfer bumi yang disebut gelombang gravitasi atmosfer. Sama seperti gelombang yang terbentuk di danau ketika air terganggu, gelombang ini juga terbentuk di atmosfer ketika udara terganggu. Proyek yang dipimpin oleh Angela Des Jardins dari Montana State University di Bozeman ini juga mengkonfirmasi keberadaan gelombang tersebut pada gerhana matahari sebelumnya. Para ilmuwan mengira pemicu gelombang ini adalah “cegukan” di tropopause, lapisan atmosfer bumi, mirip dengan efek atmosfer yang diamati saat matahari terbenam.

“Setengah dari tim memiliki sedikit atau bahkan tidak punya pengalaman melakukan balon sebelum proyek ini,” kata Jie Gong, pakar tim sains dan ilmuwan atmosfer di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. “Tetapi kerja keras dan penelitian mereka sangat penting dalam temuan ini.”