Aditya-L1 dan Proba-3 Melacak Dua Erupsi Matahari, Mengungkap Pola Energi yang Berbeda

Dua erupsi, dua kisah energi yang sangat berbeda

Dua erupsi Matahari yang diamati pada 14 dan 16 September 2025 memberi para ilmuwan di Bengaluru dan para kolaborator internasional mereka gambaran lebih dekat tentang bagaimana material yang terlontar dari Matahari membagi energinya antara gerak, panas, dan medan magnet. Erupsi yang lebih cepat melaju sekitar 645 kilometer per detik. Erupsi yang lebih lambat bergerak sekitar 145 kilometer per detik, tetapi menunjukkan pemuaian awal yang lebih kuat dan porsi energi yang tersimpan sebagai panas semakin besar.

Para peneliti menggabungkan pengamatan simultan dari Aditya-L1 milik India dan Proba-3 milik Badan Antariksa Eropa. Instrumen mereka mengamati wilayah yang hampir sama di dekat Matahari, tetapi mengumpulkan jenis informasi yang berbeda: satu mengukur spektrum cahaya dari gas panas, sedangkan yang lain menghasilkan citra yang memperlihatkan bentuk dan gerak erupsi.

Para ilmuwan di Indian Institute of Astrophysics (IIA), bersama fisikawan Matahari dari Eropa dan Amerika Serikat, menggunakan pengukuran yang saling melengkapi itu untuk memperkirakan massa, kerapatan, dan energi erupsi. Studi pengamatan koronagrafis terkoordinasi mereka, yang diterima untuk diterbitkan di Astronomy & Astrophysics, menyajikan pengamatan simultan pertama lontaran massa korona oleh kedua instrumen tersebut.

Lontaran massa korona, atau CME, adalah pelepasan plasma dan medan magnet dari atmosfer terluar Matahari, yang disebut korona. Plasma adalah gas yang elektronnya telah terpisah dari atom. Memahami apa yang terjadi pada material ini di dekat Matahari membantu para ilmuwan menjelaskan perkembangan erupsi saat bergerak ke luar angkasa.

Kedua peristiwa itu memberikan perbandingan yang berguna: CME yang lebih cepat melaju sekitar 4,4 kali lebih cepat daripada yang lebih lambat, tetapi perbedaan keduanya tidak hanya terletak pada kecepatan. Perubahan kerapatan dan energi keduanya menunjukkan mengapa citra dan pengukuran gas panas berguna jika dipadukan.

Bagaimana instrumen berbagi bidang pandang

Visible Emission Line Coronagraph milik Aditya-L1, yang dikenal sebagai VELC, mengamati korona pada jarak sekitar 1,05 hingga 1,5 jari-jari Matahari dari pusat Matahari. Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun milik Proba-3, atau ASPIICS, mengamati wilayah pada jarak sekitar 1,1 hingga 3 jari-jari Matahari.

Satu jari-jari Matahari adalah jarak dari pusat Matahari ke permukaan yang terlihat. Karena itu, kedua instrumen berbagi wilayah pengamatan pada jarak sekitar 1,1 hingga 1,5 jari-jari Matahari, tepat di atas permukaan tersebut. Tumpang tindih ini memungkinkan para peneliti membandingkan pengukuran erupsi yang sama saat masih dekat dengan sumbernya.

Koronagraf menghalangi wajah Matahari yang terang agar korona di sekelilingnya yang jauh lebih redup dapat terlihat. Proba-3 melakukannya dengan dua wahana antariksa yang terbang terpisah sekitar 150 meter. Salah satunya membentuk bayangan pada wahana lainnya, sehingga tercipta gerhana buatan untuk instrumen pengamatan.

VELC, yang dikembangkan IIA bekerja sama dengan Indian Space Research Organisation (ISRO), menyediakan pengamatan spektroskopi. Spektroskopi memisahkan cahaya berdasarkan panjang gelombang, sehingga para ilmuwan dapat memeriksa sinyal tertentu dari material panas. ASPIICS menghasilkan citra dalam cahaya putih dan dalam garis emisi hijau dari korona.

Mengapa tahap paling awal sulit diukur

Korona bagian dalam merupakan wilayah yang sulit untuk mengamati erupsi karena material yang terlontar dan redup harus diamati dekat dengan piringan Matahari yang cemerlang. Instrumen antariksa terdahulu hanya mampu melacak perkembangan awal CME redup secara terbatas, sehingga pengukuran tentang perubahan energinya masih memiliki banyak kekosongan.

ISRO menjelaskan manfaat penggabungan kedua instrumen itu dalam pernyataan yang diterbitkan pada 16 Oktober 2026. Lembaga tersebut menyatakan bahwa VELC menyediakan spektroskopi, sementara ASPIICS menghasilkan citra hampir dari bagian korona yang sama:

Pengamatan gabungan ini memberikan wawasan yang lebih mendalam tentang evolusi CME dibandingkan pengamatan dari satu wahana antariksa saja.

Para peneliti menelaah pengamatan dari Juli hingga Desember 2025. Dalam rentang tersebut, mereka mengidentifikasi hanya dua CME yang direkam secara simultan oleh kedua instrumen, yakni pada 14 dan 16 September. VELC menangkap keduanya pada tahap awal dan menyediakan pengukuran yang melengkapi citra ASPIICS.

Informasi yang diungkap citra dan spektrum

Pengamatan cahaya putih ASPIICS memungkinkan tim memperkirakan massa dan volume erupsi, serta kerapatan jumlahnya. Kerapatan jumlah menjelaskan banyaknya partikel dalam volume tertentu. Melacak besaran-besaran ini saat erupsi menjauh membantu menunjukkan apakah materialnya menyebar dan menjadi lebih renggang.

Citra tersebut juga menghasilkan perkiraan bentuk dan gerak CME. Pengukuran itu digunakan dalam perhitungan energi kinetik, yakni energi yang dibawa oleh material yang bergerak. Massa dan kecepatan sama-sama berpengaruh: pada kecepatan yang sama, erupsi yang lebih masif membawa lebih banyak energi kinetik, sedangkan kenaikan kecepatan memberi pengaruh yang sangat besar.

VELC mengamati garis emisi hijau dari besi yang dikenal sebagai Fe XIV, pada panjang gelombang 5303 angstrom. Sinyal ini berasal dari gas bersuhu sekitar dua juta derajat. Spektrumnya memungkinkan perkiraan independen terhadap kerapatan jumlah elektron, energi termal, dan bentang lateral erupsi, yaitu lebarnya melintasi arah pandang.

Instrumen itu juga mengukur ukuran emisi, besaran yang terkait dengan jumlah dan kerapatan material panas yang berkontribusi pada cahaya teramati. Para peneliti menggunakannya, bersama asumsi tentang wilayah yang memancarkan cahaya, untuk memperkirakan sifat fisik plasma.

Perkiraan massa dan energi termal yang diperoleh dari ASPIICS dan VELC menunjukkan kesesuaian yang baik, meskipun metode pengamatan, asumsi geometris, dan perhitungan fisiknya berbeda. Kesesuaian antara metode independen memberi para peneliti cara untuk memeriksa besaran yang sulit diukur secara langsung.

Erupsi yang lebih cepat membawa panas relatif sedikit

CME pada 14 September bergerak dengan kecepatan sekitar 645 kilometer per detik. Energi kinetik dan perkiraan energi magnetiknya sebanding, sedangkan energi termalnya jauh lebih kecil. Energi termal menggambarkan energi yang terkait dengan gerak partikel di dalam gas, bukan gerak erupsi secara keseluruhan.

Makalah penelitian tersebut menyebut energi termal hampir dua orde magnitudo lebih rendah daripada energi kinetik, atau kira-kira seperseratusnya; uraian publik tentang temuan itu menyebut angkanya sekitar 1% dari total energi. Perbandingan spesifik dalam makalah tersebut adalah antara panas dan gerak.

Pada tahap awal perkembangan erupsi yang diamati, kecilnya komponen termal menunjukkan bahwa pemanasan plasma terbatas. Energi yang jauh lebih besar terkait dengan gerak ke luar dan medan magnetnya dibandingkan dengan panas.

Erupsi yang lebih lambat memuai lebih kuat

CME pada 16 September bergerak sekitar 145 kilometer per detik. Kerapatannya menurun lebih tajam seiring bertambahnya ketinggian dibandingkan dengan peristiwa 14 September, yang menunjukkan pemuaian awal lebih kuat. Saat material menempati volume yang lebih besar, jumlah partikel dalam setiap satuan ruang pun berkurang.

Pemuaian dan kecepatan gerak ke luar menggambarkan aspek erupsi yang berbeda. CME dapat bergerak menjauh dari Matahari dengan lebih lambat sambil menyebar lebih kuat. Mengukur keduanya membantu menjelaskan perubahan awan tersebut, alih-alih menggambarkannya hanya dengan satu angka kecepatan.

Erupsi yang lebih lambat juga menunjukkan pola energi yang berbeda. Energi termalnya meningkat hingga sebanding dengan energi kinetiknya. Dalam peristiwa ini, panas menjadi bagian besar dari keseimbangan energi yang terukur selama periode pengamatan.

Pada kedua CME, perkiraan energi magnetik tetap sebanding dengan atau lebih besar daripada energi kinetik pada ketinggian yang diamati. Energi magnetik adalah energi yang terkait dengan medan magnet yang dibawa material erupsi. Para peneliti menghitungnya menggunakan karakteristik CME yang teramati serta asumsi yang didasarkan pada fisika dan dibatasi oleh hasil pengamatan tersebut.

Perbandingan ini menunjukkan manfaat mengukur beberapa karakteristik secara bersamaan. Kecepatan langsung membedakan kedua peristiwa, tetapi pengukuran kerapatan dan termal memperlihatkan kontras lain: erupsi yang lebih lambat memuai lebih kuat dan mengembangkan komponen termal yang jauh lebih besar dibandingkan dengan energi geraknya.

Dari peluncuran misi hingga pengamatan bersama

Kedua misi mencapai antariksa dengan wahana peluncur India, meskipun menggunakan susunan berbeda untuk mengamati Matahari. Aditya-L1 adalah misi khusus Matahari pertama India. Proba-3 adalah misi Eropa yang menggunakan penerbangan presisi dua wahana antariksa untuk menciptakan kondisi pengamatan.

• 2 September 2023: Aditya-L1 diluncurkan menggunakan PSLV-C57.
• 6 Januari 2024: Aditya-L1 memasuki orbit halo di sekitar titik L1 Matahari-Bumi, sehingga dapat mengamati Matahari secara terus-menerus.
• 5 Desember 2024: Proba-3 diluncurkan menggunakan PSLV-XL dari Sriharikota.
• Juli hingga Desember 2025: Para peneliti menelaah periode pengamatan dan mengidentifikasi dua rekaman CME simultan.
• 14 dan 16 September 2025: VELC dan ASPIICS mengamati erupsi yang dianalisis dalam studi tersebut.
• 16 Oktober 2026: ISRO menerbitkan pernyataan yang menjelaskan temuan gabungan itu.

Wilayah pengamatan bersama menghubungkan kedua misi secara ilmiah. VELC menyediakan informasi tentang plasma panas yang sangat dekat dengan Matahari, sedangkan ASPIICS mencitrakan wilayah yang tumpang tindih dan menjangkau lebih jauh ke korona.

Dampaknya terhadap pemahaman cuaca antariksa

CME penting di luar bidang fisika Matahari karena erupsi yang mengarah ke Bumi dapat memicu badai geomagnetik. Gangguan tersebut dapat memengaruhi satelit, navigasi, dan komunikasi. Karena itu, para peneliti perlu memahami perkembangan karakteristik erupsi sebelum mencapai lingkungan antariksa yang lebih luas.

Studi ini menambahkan pengukuran pada tahap awal yang selama ini sulit diamati. Analisisnya menggabungkan massa, kerapatan, pemuaian, dan beberapa bentuk energi, dengan perkiraan independen dari instrumen yang menggunakan metode berbeda. Hal itu memberi para ilmuwan lebih banyak informasi untuk menguji penjelasan tentang perkembangan CME.

Kedua peristiwa ini juga memberikan contoh konkret tentang riwayat energi yang berbeda di dekat Matahari. Salah satunya bergerak cepat dan membawa energi termal relatif sedikit; yang lainnya bergerak lebih lambat, memuai lebih kuat, dan mengembangkan energi termal yang sebanding dengan energi kinetiknya. Model erupsi perlu memperhitungkan perbedaan seperti ini.

Studi tersebut berfokus pada kedua CME ini dan evolusi awalnya. Tidak ada layanan prakiraan operasional atau tanggal penerapan hasilnya untuk prakiraan yang diumumkan. Hasil langsungnya adalah rangkaian pengukuran yang lebih lengkap untuk mempelajari bagaimana erupsi Matahari memperoleh dan mendistribusikan kembali energi.

Poin Utama

• Aditya-L1 dan Proba-3 merekam dua erupsi Matahari yang sama pada 14 dan 16 September 2025.
• Erupsi tersebut bergerak masing-masing sekitar 645 dan 145 kilometer per detik.
• Spektroskopi VELC dan pencitraan ASPIICS menghasilkan pengukuran yang saling melengkapi terhadap material di dekat Matahari.
• Menurut makalah penelitian, energi termal CME yang lebih cepat kira-kira seperseratus energi kinetiknya.
• CME yang lebih lambat memuai lebih kuat, dan energi termalnya meningkat hingga menyamai energi kinetiknya.
• Perkiraan energi magnetik pada kedua peristiwa sebanding dengan atau lebih besar daripada energi kinetik.
• Temuan ini menyediakan pengukuran baru untuk memahami tahap paling awal erupsi Matahari.