Berbagi Ilmu Kebumian: Lapisan-Lapisan Matahari

Matahari adalah suatu bola gas pijar dan ternyata tidak bulat betul. Matahari mempunyai khatulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya .Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari berdiameter 1.390.000 km dengan massa 1,989 x 10³⁸ kg.

Matahari merupakan anggota tata surya yang paling besar . Karena 98% massa tata surya terkumpul pada matahari .Disamping sebagi pusat peredaran, matahari juga merupakan sumber tenaga di tata surya . Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona . Untuk terus bersinar terdiri gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton dengan itu kehilangan 4 juta ton massa setiap hari.

Bobotnya yang superberat membuat gravitasi Matahari superkuat. Matahari mampu menarik benda dipermukaannya 28 kali lebih kuat daripada Bumi. Jika manusia di bumi beratnya 50 kg , dipermukaan matahari beratnya menjadi 1.400 kg.

1. Lapisan-lapisan pada matahari

a. Lapisan inti matahari

Inti matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi hidrogen menjadi inti helium menghasilkan reaksi yang sangat besar . Suhu inti matahari adalah 15 juta Kelvin.

Inti matahari terus-menerus melakukan reaksi fusi nuklir, yaitu menggabungkan empat atom hidrogen menjadi satu atom helium.Setiap detik ada 700 juta ton hidrogen diolah menjadi 695 ton helium. Energi yang dihasilkan sekitar 3,86 x 10³³ erg/detik atau 3,86 x 10²⁶ erg/ detik.

Bagian terdalam matahari adalah inti yang radiusnya 268.500 km. Dari inti inilah tenaga matahari diproduksi. Energi dipancarkan dalam bentuk sinar gamma yang menerobos lapisan matahari setebal 445.000 km.Bagian inti memiliki kerapatan 160 gr/cm³ atau 160 kali kerapatan air.

Diatas inti lapisan yang terus bergolak karena dibombardir oleh sinar gamma . Daerah in disebut zona radiatif. Kerapatannya turun dari 20 gr/cm³ ( didekat inti ) menjadi 0,2 g/cm³. Temperaturnya pun turun hanya 2 juta ⁰C . sinar gamma juga mengalami pelemahan menjadi sinar X dan Ultraviolet.

Bagian berikutnya adalah lapisan antar muka ( interface layer ) yang disebut tachloline .Lapisan tacholine merupakan sekat tipis yang membatasi zona radiatif dengan zona konveksi. Berbentuk cairan yang bergerak diatas zona konveksi dan radiasi. Hingga sekarang dipercaya medan magnet matahari dihasilkan oleh perubahan kecepatan cairan itu disepanjang permukaan. Perubahan kecepatan memberikan alternative nama menjadi tacholine.

Diatas tacholine terdapat zona konveksi. Tebalnya dari permukaan hingga kedalaman adalah 200 ribu km. dengan temperature 2 juta ⁰C. Diwilayah tersebut aliran energi terjadi secara konveksi ( sehingga disebut zona konveksi).

b. Lapisan fotosfera matahari

Lapisan fotosfera adalah bagian permukaan matahari yang dapat kita lihat sehari-hari atau yang biasa disebut lapisan cahaya. Suhu di bagian dalam fotosfera kira-kira 6000 kelvin.

Lapisan inilah yang tampak dari bumi. Fotosfera memilki ketebalan 100 km, cukup tipis bila dibandingkan dengan jejari matahari yang hampir 700.000 km. disini panasnya mencapai 6.000 ⁰C. Sinar gamma telah diubah menjadi cahaya tampak .

Di fotosfer bintik matahari yang dari bumi terlihat hitam karena bertemperatur lebih rendah dari area sekitarnya. Setelah Galileo, orang yang melihat bintik matahari adalah Christoph Scheiner ( 1575 – 1650) dan David Fabricius ( 1564 – 1617 ) astronom Belanda. Meski terlihat seperti noktah, sesungguhnya diameter bintik matahari bisa mencapai 300.000 km dengan kedalaman 800 km.

Aktivitas bintik matahari demikian pesat sehingga dalam hitungan matahari sudah banyak berubah ukuran maupun tempatnya. Hal itu mempengaruhi iklim di Bumi. Kegiatan bintik matahari yang sangat lamban terjadi pada kurun 1645 – 1715 yang disebut sebagai maunder minimum. Bersamaan dengan itu, terjadi musim dingin yang tidak normal di Eropa utara yang kemudian di kenal dengan zaman es kecil.

c. Lapisan kromosfera matahari

Lapisan kromosfera dapat terlihat saat terjadi gerhana matahari . Kromosfera tersusun atas hidrogen . Suhu lapisan kromosfera didekat korona mencapai 10.000 kelvin . Sedangkan lapisan luarnya bersuhu kurang lebih 4.000 kelvin.

Bagian kromosfer sangat bergolak, sering terjadi ledakan-ledakan yang menyemburkan gas panas dan partikel menjulang keangkasa . pancaran gas matahari membubung hingga jutaan kilometer itu dikenal dengan sebutan prominesa. Rata-rata ketinggian semburannya mencapai 30.000 km. Namun, ada juga semburan luar biasa yang mencapai ketinggian 400.000 km. Bahkan pada bulan Juni 1946 terjadi semburan maha dahsyat yang mencapai ketinggian 1.600.000 km selama dua jam. Prominensa seperti permainan api di permukaan matahari.

Berdasarkan sifat semburannya prominensa dapat digolongkan menjadi kedalam dua kelompok utama yaitu prominensa aktif dan prominensa tenang. Prominensa aktif, cirinya cepat menyembur, namun cepat hilang. Prominensa aktif muncul dalam beberapa bentuk seperti prominensa eruptif, spot atau lup dan surge. Prominensa eruptif ( ledakan ) menyemburkan gas panas berkecepatan 700 km/ detik dengan dahsyat.Setelah mencapai ketinggian tertinggi semburan gas tadi jatuh membentuk busur parabola .

d. Lapisan Korona Matahari

Daerah diatas kromosfer diisi lapisan disebut korona , dari kata crown atau mahkota. Korona membentang sejauh jutaan kilometer di langit , tetapi akibat kilau kromosfer mahkota matahari ini tidak terdeteksi.Ia hanya bisa terlihat pada saat gerhana matahari .Sehingga para astronom akan memburu tempat terjadinya gerhana matahari untuk mengamati korona.

Lapisan korona ini dapat terlihat pada saat terjadi gerhana matahari berupa lingkaran putih yang mengelilingi matahari. Lapisan korona mengandung lapisan yang sangat tipis bersuhu 1 juta Kelvin. Korona berwarna abu-abu akibat tumbukan ion-ion pada suhu yang tinggi.

Pada awalnya orang menduga korona adalah hasil pancaran unsur yang tidak ada di bumi yang disebut koronium. Hal yang sama juga terjadi di abad ke-19, disaat muncul dugaan bahwa cahaya matahari dihasilkan oleh unsur yang tidak di Bumi yaitu helium.