RIAU24.COM -  Sebuah misi NASA telah mengungkap misteri fenomena aurora luar angkasa dan bagaimana mereka terbentuk di seluruh galaksi. Jenis khusus aurora, terbungkus dari timur ke barat melintasi langit malam seperti kalung mutiara yang bersinar, membantu para peneliti lebih memahami ilmu aurora dan pendorong kuat mereka di luar angkasa.

Dikenal sebagai manik-manik aurora, cahaya ini sering muncul tepat sebelum tampilan aurora besar, yang disebabkan oleh badai listrik di ruang angkasa yang disebut substorm. Mereka adalah fenomena atmosfer yang terdiri dari pita cahaya yang disebabkan oleh partikel matahari bermuatan mengikuti garis gaya magnet bumi.

Jika sebuah planet memiliki atmosfer dan medan magnet biasanya terdapat aurora. Sebelumnya, para ilmuwan tidak yakin apakah manik-manik aurora entah bagaimana terhubung ke tampilan aurora lain sebagai fenomena di luar angkasa yang mendahului substorm, atau jika disebabkan oleh gangguan yang dekat dengan atmosfer bumi.

Tetapi model komputer baru yang kuat dikombinasikan dengan pengamatan dari misi Nasa's Time History of Events and Macroscale Interactions selama Substorms (THEMIS) telah memberikan bukti kuat pertama dari peristiwa di luar angkasa yang mengarah pada kemunculan manik-manik ini dan menunjukkan peran penting yang mereka mainkan di sekitar Bumi.

Dengan memberikan gambaran yang lebih luas daripada yang dapat dilihat dengan tiga pesawat ruang angkasa THEMIS atau observasi darat saja, model baru telah menunjukkan bahwa manik-manik aurora disebabkan oleh turbulensi dalam plasma - keadaan materi keempat, yang terdiri dari partikel bermuatan gas dan sangat konduktif - mengelilingi Bumi.

Hasilnya pada akhirnya akan membantu para ilmuwan lebih memahami cakupan penuh dari struktur berputar-putar yang terlihat di aurora, kata para peneliti.

Profesor Vassilis Angelopoulos, peneliti utama THEMIS di University of California, Los Angeles, mengatakan: "Sekarang kami tahu pasti bahwa pembentukan manik-manik ini adalah bagian dari proses yang mendahului pemicuan substorm di luar angkasa. Ini adalah potongan teka-teki baru yang penting. Aurora tercipta ketika partikel bermuatan dari Matahari terperangkap di lingkungan magnet bumi - magnetosfer - dan disalurkan ke atmosfer atas bumi, di mana tabrakan menyebabkan atom hidrogen, oksigen, dan nitrogen dan molekul untuk bersinar."

Dengan memodelkan lingkungan dekat Bumi pada skala dari puluhan mil hingga 1,2 juta mil, para ilmuwan THEMIS mampu menunjukkan detail bagaimana manik-manik aurora terbentuk. Dr Evgeny Panov, penulis utama di salah satu makalah baru dan ilmuwan THEMIS di Institut Penelitian Luar Angkasa Akademi Ilmu Pengetahuan Austria, mengatakan: "Pengamatan THEMIS sekarang telah mengungkapkan turbulensi di ruang angkasa yang menyebabkan aliran terlihat menerangi langit sebagai mutiara tunggal di kalung aurora yang bersinar.Turbulensi di ruang angkasa ini awalnya disebabkan oleh elektron yang lebih ringan dan lebih gesit, bergerak dengan berat partikel 2000 kali lebih berat, dan yang secara teoritis dapat berkembang menjadi substorma aurora skala penuh."

"Saat awan plasma yang mengalir disemburkan oleh Matahari melewati Bumi, interaksi mereka dengan medan magnet bumi menciptakan gelembung plasma apung di belakang bumi. Seperti lampu lava, ketidakseimbangan daya apung antara gelembung dan plasma yang lebih berat di magnetosfer menciptakan jari-jari plasma selebar 2.500 mil yang membentang ke arah Bumi, kata para ilmuwan. Tanda tangan dari jari-jari ini menciptakan struktur berbentuk manik yang berbeda di aurora," kata para ahli.

Dr David Sibeck, ilmuwan proyek THEMIS di Nasa's Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, mengatakan: "Ada kesadaran bahwa, semua menyimpulkan peristiwa sementara yang relatif kecil yang terjadi di sekitar magnetosfer ini entah bagaimana penting. Kami baru saja mencapai titik di mana daya komputasi cukup baik untuk menangkap fisika dasar dalam sistem ini. Sekarang para ilmuwan memahami manik-manik aurora mendahului substorm, mereka ingin mencari tahu bagaimana, mengapa dan kapan manik-manik dapat memicu -badai yang ditiup", kata para peneliti.

Setidaknya secara teori, jari-jari tersebut dapat membuat garis-garis medan magnet menjadi kusut dan menyebabkan ledakan yang dikenal sebagai rekoneksi magnet, yang dikenal menciptakan sub-badai dan aurora skala penuh yang memenuhi langit malam, kata para ahli.

Sejak diluncurkan pada tahun 2007, THEMIS telah melakukan pengukuran rinci saat melewati magnetosfer untuk memahami penyebab substorms yang mengarah ke aurora.

Dalam misi utamanya, THEMIS mampu menunjukkan bahwa rekoneksi magnetik adalah pendorong utama sub-badai. Hasil baru menyoroti pentingnya struktur dan fenomena pada skala yang lebih kecil - yang lebarnya ratusan dan ribuan mil dibandingkan dengan yang mencakup jutaan mil.

Dr Slava Merkin, salah satu penulis di salah satu makalah dan ilmuwan baru di Nasa's Center for Geospace Storms yang berkantor pusat di Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory di Laurel, Maryland, mengatakan: "Untuk memahami fitur-fitur ini di aurora, Anda benar-benar membutuhkan untuk menyelesaikan skala lokal dan global. Itulah mengapa hal itu sangat menantang hingga saat ini. Ini membutuhkan algoritme yang sangat canggih dan superkomputer yang sangat besar. Simulasi komputer baru hampir secara sempurna cocok dengan THEMIS dan observasi lapangan",  menurut penulis penelitian.

Setelah keberhasilan awal model komputer baru, ilmuwan THEMIS sangat ingin menerapkannya pada fenomena aurora lain yang tidak dapat dijelaskan, tambah mereka.

Khususnya dalam menjelaskan struktur skala kecil, model komputer sangat penting karena dapat membantu menafsirkan apa yang terjadi di antara ruang tempat ketiga pesawat ruang angkasa THEMIS, kata para ahli.

Dr Kareem Sorathia, penulis utama di salah satu makalah dan ilmuwan baru di Nasa's Center for Geospace Storms yang berkantor pusat di Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, mengatakan: "Ada banyak struktur yang sangat dinamis dan berskala sangat kecil yang dilihat orang di aurora, sulit untuk terhubung ke gambaran yang lebih besar di luar angkasa karena terjadi dengan sangat cepat dan dalam skala yang sangat kecil. Sekarang kita dapat menggunakan model global untuk mengkarakterisasi dan menyelidikinya, itu membuka banyak pintu baru."

Temuan misi diterbitkan dalam jurnal Geophysical Research Letters dan Journal of Geophysical Research: Space Physics.