Analisis 369 bintang seperti matahari menunjukkan bahwa variasi kecerahan matahari sangat lemah – Sains Terkini

Sejauh mana aktivitas matahari (dan dengan demikian jumlah bintik matahari dan kecerahan matahari) bervariasi dapat direkonstruksi menggunakan berbagai metode – setidaknya untuk periode waktu tertentu. Sejak 1610, misalnya, ada catatan tepercaya bintik matahari yang menutupi Matahari; distribusi varietas radioaktif karbon dan berilium dalam cincin pohon dan inti es memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan tentang tingkat aktivitas matahari selama 9000 tahun terakhir. Untuk periode waktu ini, para ilmuwan menemukan fluktuasi berulang kekuatan yang sebanding seperti selama beberapa dekade terakhir. "Namun, dibandingkan dengan seluruh umur Matahari, 9000 tahun seperti sekejap mata," kata ilmuwan MPS, Dr. Timo Reinhold, penulis pertama studi baru ini. Lagipula, bintang kita hampir 4,6 miliar tahun. "Bisa dibayangkan bahwa Matahari telah melalui fase tenang selama ribuan tahun dan karena itu kita memiliki gambaran yang keliru tentang bintang kita," tambahnya.

Karena tidak ada cara untuk mengetahui seberapa aktif Matahari di masa purba, para ilmuwan hanya dapat menggunakan bintang-bintang: Bersama dengan rekan-rekan dari Universitas New South Wales di Australia dan School of Space Research di Korea Selatan, para peneliti MPS diselidiki, apakah Matahari berperilaku "normal" dibandingkan dengan bintang-bintang lain. Ini dapat membantu untuk mengklasifikasikan aktivitasnya saat ini.


Untuk tujuan ini, para peneliti memilih kandidat bintang yang menyerupai Matahari dalam sifat yang menentukan. Selain suhu permukaan, usia, dan proporsi elemen yang lebih berat daripada hidrogen dan helium, para peneliti melihat terutama pada periode rotasi. "Kecepatan di mana bintang berputar di sekitar porosnya sendiri adalah variabel penting," jelas Prof. Dr. Sami Solanki, direktur di MPS dan penulis bersama publikasi baru. Rotasi bintang berkontribusi pada penciptaan medan magnetnya dalam proses dinamo di interiornya. "Medan magnet adalah kekuatan pendorong yang bertanggung jawab atas semua fluktuasi dalam aktivitas," kata Solanki. Keadaan medan magnet menentukan seberapa sering Matahari memancarkan radiasi energetik dan melemparkan partikel dengan kecepatan tinggi ke ruang angkasa dalam letusan dahsyat, berapa banyak bintik matahari gelap dan daerah terang di permukaannya – dan dengan demikian juga seberapa cerah Matahari bersinar.

Katalog komprehensif yang berisi periode rotasi ribuan bintang hanya tersedia selama beberapa tahun terakhir. Ini didasarkan pada data pengukuran dari Teleskop Luar Angkasa Kepler NASA, yang mencatat fluktuasi kecerahan sekitar 150000 bintang sekuens utama (yaitu yang berada di tengah masa hidup mereka) dari 2009 hingga 2013. Para peneliti menjelajahi sampel besar ini dan memilih bintang-bintang tersebut yang berputar sekali di sekitar porosnya sendiri dalam 20 hingga 30 hari. Matahari membutuhkan sekitar 24,5 hari untuk ini. Para peneliti dapat mempersempit sampel ini dengan menggunakan data dari Teleskop Ruang Angkasa Gaia Eropa. Pada akhirnya, 369 bintang tetap ada, yang juga menyerupai Matahari dalam sifat fundamental lainnya.

Analisis yang tepat dari variasi kecerahan bintang-bintang ini dari 2009 hingga 2013 mengungkapkan gambaran yang jelas. Sementara antara fase aktif dan tidak aktif, radiasi matahari berfluktuasi rata-rata hanya 0,07 persen, bintang-bintang lain menunjukkan variasi yang jauh lebih besar. Fluktuasi mereka biasanya sekitar lima kali lebih kuat. "Kami sangat terkejut bahwa sebagian besar bintang seperti Matahari jauh lebih aktif daripada Matahari," kata Dr. Alexander Shapiro dari MPS, yang mengepalai kelompok penelitian "Menghubungkan Solar dan Stellar Variabilitas."

Namun, tidak mungkin untuk menentukan periode rotasi semua bintang yang diamati oleh teleskop Kepler. Untuk melakukan ini, para ilmuwan harus menemukan kemiringan tertentu yang muncul secara berkala di lightcurve bintang. Dip ini dapat ditelusuri kembali ke titik bintang yang menggelapkan permukaan bintang, memutar keluar dari bidang pandang teleskop dan kemudian muncul kembali setelah periode waktu yang tetap. "Bagi banyak bintang, penggelapan berkala seperti itu tidak dapat dideteksi; mereka hilang dalam kebisingan data yang diukur dan dalam fluktuasi kecerahan yang ada di atasnya," jelas Reinhold. Dilihat melalui teleskop Kepler, bahkan Matahari tidak akan mengungkapkan periode rotasinya.

Oleh karena itu para peneliti juga mempelajari lebih dari 2500 bintang mirip Matahari dengan periode rotasi yang tidak diketahui. Kecerahan mereka berfluktuasi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan kelompok lain.

Hasil ini memungkinkan dua interpretasi. Mungkin ada perbedaan mendasar yang masih belum dapat dijelaskan antara bintang-bintang dengan periode rotasi yang diketahui dan tidak diketahui. "Dapat dibayangkan bahwa bintang-bintang dengan periode rotasi yang diketahui dan seperti Matahari menunjukkan kepada kita fluktuasi mendasar dalam aktivitas yang mampu dilakukan oleh Matahari," kata Shapiro. Ini berarti bahwa bintang kita sangat lemah selama 9000 tahun terakhir dan pada fase skala waktu yang sangat besar dengan fluktuasi yang jauh lebih besar juga dimungkinkan.

Namun, tidak ada alasan untuk khawatir. Untuk masa mendatang, tidak ada indikasi "hiperaktif" matahari. Sebaliknya: Selama dekade terakhir, Matahari telah menunjukkan dirinya agak lemah aktif, bahkan dengan standar rendahnya sendiri. Prediksi kegiatan selama sebelas tahun ke depan menunjukkan bahwa ini tidak akan segera berubah.


You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.