PENGUKURAN TEMPERATUR FLARE DI LAPISAN KROMOSFER BERDASARKAN INTENSITAS FLARE BERBASIS SOFTWARE IDL (INTERACTIVE DATA LANGUAGE) Abstrak

Transkripsi

1 PENGUKURAN TEMPERATUR FLARE DI LAPISAN KROMOSFER BERDASARKAN INTENSITAS FLARE BERBASIS SOFTWARE IDL (INTERACTIVE DATA LANGUAGE) Nani Pertiwi 1, Bambang Setiahadi 2, Sutrisno 3 1 Mahasiswa Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang 2 Pembimbing Skripsi, LAPAN Watukosek 3 Dosen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang Alamat us_shiel@yahoo.co.id Abstrak Telah diamati intensitas flare di lapisan kromosfer pada bulan Mei, Juli dan Oktober 1991 di LAPAN Watukosek. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengukur intensitas flare dan menghitung temperatur flare dengan menggunakan software IDL. Perhitungan temperatur flare berdasarkan pada pengukuran intensitas flare dan intensitas kromosfer. Penelitian ini membuktikan bahwa temperatur flare meningkat menuju tahap maksimum, sehingga kurva hubungan waktu-urutan kejadian flare terhadap temperatur flare korespondensi satu per satu, yaitu intensitas dan temperatur meningkat menuju fase maksimum, dan kemudian kembali ke intensitas dan temperatur awal. Kata Kunci : flare, temperatur flare, intensitas flare, intensitas kromosfer Abstrak Intensity of chromospheric flares had been observed at LAPAN Watukosek in May, July, and October From the observations we tried to measure flare intensity and calculate the flare s temperature using IDL s software. Temperature calculation of flare is based on measurement of flare s intensity and intensity of chromosphere. We proved that the flare s temperature increases toward the maximum phase. It can be shown that the flare s temperature increased to maximum phase, so that the curve relating the time-sequence occurrence of flare against the temperature of flare exhibit one-to-one correspondence, that is the intensity and temperature increase to maximum phase, and then return back to its initial intensity and temperature.. Key words : flare, flare s temperature, flare s intensity, intensity of chromosphere I. Pendahuluan Matahari adalah pusat tata-surya. Matahari adalah sebuah bintang, karena matahari memancarkan cahayanya sendiri yang dihasilkan dari reaksi termonuklir di pusatnya. adalah pelepasan energi secara mendadak yang terjadi di permukaan matahari. dilepaskan dari sunspot sebagai akibat dari bertemunya dua atau lebih garis-garis gaya magnet yang berlawanan. Pada peristiwa itu selain medan magnet, plasma di medan magnet juga ikut terbawa bersama momentum ledakan. Efek flare sangat berbahaya bagi Bumi, plasma yang terbawa bersama momentum ledakan akan mempengaruhi planet-planet di sekitarnya, termasuk Bumi. Akibatnya sistem satelit, listrik dan frekuensi radio akan mengalami gangguan. Dengan terganggunya sistem satelit di Bumi akan menghambat rutinitas manusia. Untuk mengetahui seberapa besar flare yang terjadi dapat diamati melalui intensitas flare. Intensitas flare sangat berpengaruh terhadap temperatur flare, maka akan dihitung temperatur flare berdasarkan pengukuran intensitas flare dan intensitas lapisan kromosfer menggunakan software IDL (Interactive Data Language). II. TEORI 1. Matahari Matahari adalah sebuah bintang karena Matahari memancarkan cahaya yang dihasilkan sendiri. Matahari membangkitkan energi 1

2 dipusatnya, dengan melakukan reaksi nuklir merubah inti hidrogen menjadi 4 atom helium dan energi. 2. Aktivitas Matahari Fenomena yang terjadi di Matahari yang biasa disebut aktivitas Matahari meliputi sunspot, prominance, flare, lontaran massa korona (CME) dan lubang korona (corona hole). 3. Badai Matahari Badai Matahari adalah peristiwa dimana aktivitas Matahari berinteraksi dengan medan magnetik bumi. Badai Matahari ini berkaitan langsung dengan peristiwa solar flare dan CME. Kedua hal itulah yang menyebabkan terjadinya badai Matahari. Solar flare adalah ledakan di Matahari akibat terbukanya salah satu kumparan medan magnet permukaan Matahari. Ledakan ini melepaskan partikel berenergi tinggi dan memancarkan radiasi gelombang elektromagnetik terutama sinar-x dan UV. Radiasi gelombang EM ini dapat mencapai Bumi hanya dalam waktu sekitar 8 menit, sedangkan proton berenergi tinggi umumnya sekitar 1 jam. CME adalah pelepasan materi dari korona yang teramati sebagai letupan yang menyembur dari permukan Matahari. Energi yang dilepaskan pada peristiwa ini sangat besar karena mengandung massa yang sangat besar dengan kecepatan tinggi. Sama halnya flare, CME juga mampu mempercepat partikel hingga menjadi relativistik. Bedanya, CME bisa mengakibatkan badai geomagnet setelah tiba di magnetosfer sedang flare tidak (Dyah Rahayu Martiningrum, dkk, 2012). 4. IDL (Interactive Data Language) IDL (Interactive Data Language) adalah sebuah lingkup komputasi untuk analisis interaksi dan visualisasi data. Pemograman di IDL adalah alternatif menghemat waktu pemrograman dalam pemograman FORTRAN atau C, tugas yang memerlukan beberapa hari atau minggu menggunakan pemrograman dengan bahasa tradisional dapat dicapai dalam jam. Pengguna dapat mengeksplorasi data interaktif menggunakan perintah IDL dan kemudian membuat aplikasi lengkap program IDL. Jenis Penelitian Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif karena bertujuan untuk menghitung data yang diinginkan. Dalam penelitian kuantitatif dilakukan pengukuran, penghitungan dan menganalisis data yang diperoleh. Dengan kata lain penelitian kuantitatif bertujuan untuk menghitung data yang diinginkan berdasarkan data yang diperoleh. Sumber Data Sumber data flare yang diperoleh dari penelitian ini adalah data sekunder yang diperoleh dari LAPAN Watukosek dari hasil pengamatan. Data pengukuran ini meliputi data intensitas lapisan kromosfer dan data intensitas flare. Data intensitas lapisan kromosfer dan data intensitas flare diperoleh menggunakan software IDL (Interactive Data Language). Data tersebut diperoleh dengan mengambil gambar dari film hasil pengamatan flare yang tersimpan pada data sekunder yang diperoleh dari LAPAN Watukosek, Pasuruan, Jawa Timur Metode Analisis Pengolahan awal dalam kegiatan penelitian dimaksudkan untuk mengetahui siklus terjadinya flare. Pengolahan awal dilaksanakan dengan mengkonvert gambar menjadi gambar grayscale (0 255) kemudian mengukur intensitas lapisan kromosfer dan intensitas flare dengan menggunakan software IDL. Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh dapat diketahui temperatur flare. Hasil Penelitian dan Analisis Data Data yang diperoleh dari penelitian ini meliputi intensitas kromosfer dan intensitas flare dalam satu siklus terjadinya flare per menit, sedangkan temperatur kromosfer telah ditentukan sebesar 4000 K (Novianty, 2014). Hasil dari penelitian ini adalah temperatur flare dalam satu siklus terjadinya flare yang diperoleh menggunakan Hukum Stefan- Boltzmann yaitu dengan persamaan : = 2

3 Dimana : T f 4 : Temperatur ( K) T c 4 : Temperatur kromosfer ( K) I f : Intensitas (erg cm -2 S -1 ) I c : Intensitas kromosfer (erg cm -2 S -1 ) Data penelitian pertama pada tanggal 16 Mei 1991 No T Xcr Ycr Icr Xf Yf If

4 Tabel 4.1 Data Pengamatan pada Tanggal 16 Mei 1991 Data penelitian kedua pada tanggal 07 Juli 1991 No t Xcr Ycr Icr Xf Yf If

5

6

7 Tabel 4.2 Data Pengamatan pada Tanggal 07 Juli 1991 Data penelitian ketiga pada tanggal 27 Oktober 1991 No t Xcr Ycr Icr Xf Yf If

8 Tabel 4.3 Data Pengamatan pada Tanggal 27 Oktober 1991 Keterangan : t : Waktu (s) Xcr : Titik X cromosfer Ycr : Titik Y cromosfer Icr : Intensitas cromosfer (erg cm -2 S -1 ) Xf : Titik X flare Yf : Titik Y flare If : Intensitas flare (erg cm -2 S -1 ) pada tanggal 16 Mei 1991 Grafik Hubungan antara Waktu terhadap Temperatur Temper atur Berdasarkan gambar 4.1 flare mulai tampak pada pukul dengan temperatur flare sebesar 4064,72 K semakin meningkat menuju fase maksimum flare pada pukul dengan temperatur sebesar 4115,49 K kemudian turun sampai pukul dengan temperatur sebesar 4069,02 K. Sedangkan hubungan antara intensitas flare terhadap temperatur flare ditunjukkan dalam persamaan : y=-0,006x 2 + 7,510x dengan R 2 =1. 2. pada tanggal 07 Juli Grafik Hubungan Antara Waktu Terhadap Temperatur Temper atur Gambar 4.2 Grafik Karakteristik pada tanggal 07 Juli 1991 Berdasarkan gambar 4.2 flare mulai tampak pada pukul dengan temperatur flare sebesar 4058,89 K semakin meningkat menuju fase maksimum flare pada pukul dengan temperatur sebesar 4161,73 K kemudian turun sampai pukul dengan temperatur sebesar 4102,69 K. Sedangkan hubungan antara intensitas flare terhadap temperatur flare ditunjukkan dalam persamaan : y=-0,007x 2 + 7,795x dengan R 2 =1 Gambar 4.1 Grafik Karakteristik pada Tanggal 16 Mei

9 3. pada tanggal 27 Oktober Grafik Hubungan Antara Waktu Terhadap Temperatur Temper atur Gambar 4.3 Grafik Karakteristik pada tanggal 27 Oktober 1991 Berdasarkan gambar 4.3 flare mulai tampak pada pukul dengan temperatur flare sebesar 4176,18 K semakin meningkat menuju fase maksimum flare pada pukul dengan temperatur sebesar 4305,97 K kemudian turun sampai pukul dengan temperatur sebesar 4200,24 K. Sedangkan hubungan antara intensitas flare terhadap temperatur flare ditunjukkan dalam persamaan : y=-0,007x 2 8,173x dengan R 2 =1 Kesimpulan dan Saran Berdasarkan uraian pada bab-bab terdahulu, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Temperatur fase maksimum flare pada tanggal 16 Mei 1991 sebesar 4115,49 K, temperatur fase maksimum flare pada tanggal 07 Juli 1991 sebesar 4161,73 K, dan temperatur fase maksimum flare pada tanggal 27 Oktober 1991 sebesar 4305,97 K 2. a. Pada tanggal 16 Mei 1991 mulai tampak pada pukul dengan temperatur flare sebesar 4064,72 K, flare semakin meningkat hingga fase maksimum flare pada pukul dengan temperatur sebesar 4115,49 K kemudian flare meredup hingga pukul dengan temperatur sebesar 4069,02 K b. Pada tanggal 07 Juli 1991 mulai tampak pada pukul dengan temperatur flare sebesar 4058,89 K, flare semakin meningkat hingga fase maksimum flare pada pukul dengan temperatur sebesar 4161,73 K kemudian flare meredup hingga pukul dengan temperatur sebesar 4102,69 K c. Pada tanggal 27 Oktober 1991 mulai tampak pada pukul dengan temperatur flare sebesar 4176,18 K, flare semakin meningkat hingga fase maksimum flare pada pukul dengan temperatur sebesar 4305,97 K kemudian flare meredup hingga pukul dengan temperatur sebesar 4200,24 K Jadi temperatur flare akan semakin meningkat menuju fase maksimum flare sehingga kurva hubungan antara waktu terjadinya flare terhadap temperatur flare akan semakin meningkat menuju fase maksimum kemudian turun kembali ke intensitas dan temperatur awal. Kurva tersebut akan menunjukkan satu siklus terjadinya flare 3. Berdasarkan grafik hubungan antara intensitas flare terhadap temperatur flare maka diperoleh persamaan: a. Pada tanggal 16 Mei 1991 sebesar y=-0,006x 2 7,510x b. Pada tanggal 07 Juli 1991 sebesar y=-0,007x 2 7,795x c. Pada tanggal 27 Oktober 1991 sebesar y=-0,007x 2 8,173x Saran yang bisa disampaikan adalah pengamatan dan penelitian tentang terjadinya flare sebaiknya rutin diadakan karena mengingat dampak yang ditimbulkan flare sangat berbahaya terhadap Bumi. Daftar Pustaka Novianty Matahari Sebagai Bintang, (Online), ( /), diakses 25 Januari 2014 Martiningrum Dyah Rahayu, dkk Fenomena Cuaca Antariksa. Bandung : Pusat Sains Antariksa (Pussaisa) Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) 9