Para ilmuwan telah mengembangkan teknik peramalan yang dapat mengungkap kekuatan siklus aktivitas Matahari berikutnya hingga tujuh tahun sebelum mencapai titik maksimumnya.
Metode ini berfokus pada jumlah bintik matahari yang ada pada tahap “cutoff” yang baru teridentifikasi dalam siklus matahari. Pada titik ini, cuaca luar angkasa paling buruk di Matahari tampaknya akan berakhir secara tiba-tiba. Para peneliti telah menggunakan pendekatan ini untuk menghasilkan perkiraan pertama siklus matahari 26.
Proyeksi awal menunjukkan bahwa siklus 26 mungkin bersifat sedang, dengan jumlah bintik matahari sekitar 100 hingga 120. Hal ini akan membuatnya sebanding, atau bahkan lebih lemah, dengan siklus matahari 25 saat ini. Namun, para peneliti belum dapat membuat prediksi yang lebih tepat dalam waktu sekitar dua tahun, dan hasil yang lebih kuat dan lebih lemah secara teori masih mungkin terjadi.
Hasilnya dipresentasikan minggu ini pada pertemuan astronomi nasional Royal Astronomical Society di Birmingham.
Cuaca ekstrim Matahari tiba-tiba berhenti
Sandra Chapman, profesor fisika dan direktur Pusat Fusi, Luar Angkasa dan Astrofisika di Universitas Warwick, mengatakan: “Matahari tidak tertidur dengan lembut dan kemudian bangun dengan lembut.
“Sebaliknya, kami menemukan bahwa cuaca luar angkasa yang paling ekstrem menghilang secara tiba-tiba pada titik tertentu dalam setiap siklus matahari. Dengan mengidentifikasi titik ini, kami menemukan cara baru untuk memprediksi seberapa aktif kemungkinan siklus matahari berikutnya.”
Profesor Chapman memperkirakan perkiraan siklus 26 akan menjadi jauh lebih akurat dalam waktu sekitar dua tahun. Pada saat itu, siklus matahari 25 diperkirakan akan mencapai titik “cutoff” baru, sehingga memungkinkan para ilmuwan mendasarkan perhitungan mereka pada observasi langsung dan bukan proyeksi.
Matahari melewati siklus kurang lebih 11 tahun. Selama waktu ini, medan magnetnya membalikkan polaritasnya, sementara jumlah bintik matahari yang terlihat bertambah dan kemudian berkurang.
Bintik matahari merupakan daerah magnet yang sangat aktif di permukaan Matahari. Mereka dapat menghasilkan jilatan api matahari yang kuat dan lontaran massa koronal, yang mengirimkan energi dan partikel bermuatan ke luar angkasa. Cuaca luar angkasa ini dapat mengganggu satelit, komunikasi, sistem navigasi, dan jaringan listrik di Bumi.
Para astronom telah melacak bintik matahari selama berabad-abad, namun setiap siklus matahari berperilaku berbeda. Beberapa siklus lebih panjang atau lebih pendek dibandingkan siklus lainnya dan intensitasnya bisa sangat bervariasi. Perbedaan-perbedaan ini membuat sulit untuk memprediksi kekuatan siklus yang akan datang.
Jam matahari baru meningkatkan prakiraan cuaca
Teknik baru ini dibangun berdasarkan “jam matahari” Profesor Chapman sebelumnya, sebuah sistem yang menempatkan siklus Matahari yang tidak teratur pada jam standar. Penelitian ini menunjukkan bahwa cuaca luar angkasa yang ekstrem tidak perlahan menghilang seiring berakhirnya siklus. Sebaliknya, hal itu berakhir pada tahap yang jelas.
Profesor Chapman dan rekan-rekannya menemukan bahwa jumlah bintik matahari yang terlihat pada titik ini berkaitan erat dengan jumlah bintik matahari tertinggi yang dicapai pada siklus matahari berikutnya.
Hubungan ini menciptakan cara baru untuk memperkirakan kekuatan siklus masa depan sekitar enam hingga tujuh tahun sebelum mencapai puncaknya. Metode peramalan yang ada umumnya kurang memberikan perhatian karena para ilmuwan harus menunggu hingga Matahari mencapai solar minimum, yang merupakan bagian paling tenang dari siklusnya.
Teknik ini juga menunjukkan fase tertentu di mana medan magnet yang bertanggung jawab untuk siklus berikutnya harus terbentuk. Para peneliti berharap penentuan waktu ini akan membantu mereka lebih memahami dinamo matahari, yaitu proses yang menciptakan dan memelihara medan magnet Matahari.
Profesor Chapman berkata: “Kita berada sekitar dua tahun lagi dari titik penghentian siklus matahari 25 saat ini. Untuk saat ini, kita perlu memperkirakan di mana titik tersebut akan berada, namun begitu kita mencapainya, kita dapat menggunakan pengamatan saja untuk membuat prediksi yang jauh lebih akurat untuk siklus matahari 26.
“Ini akan memberi kita peringatan sekitar tujuh tahun lagi tentang kemungkinan kuatnya siklus ini.”
Prakiraan sebelumnya diantisipasi dengan tepat untuk siklus 25
Metode tersebut sebelumnya mengindikasikan bahwa siklus matahari 25 akan lebih aktif dibandingkan perkiraan banyak perkiraan sebelumnya. Peningkatan aktivitas ini telah membantu menghasilkan Cahaya Utara spektakuler yang terlihat dalam beberapa tahun terakhir.
Inggris mengalami beberapa badai matahari bersejarah pada tahun 2024 ketika siklus 25 mendekati “maksimum matahari”, yaitu periode aktivitas terbesar. Peristiwa paling penting terjadi dari 10 hingga 13 Mei.
Sekelompok bintik matahari besar di dekat titik maksimum matahari telah memicu badai geomagnetik paling kuat yang melanda Bumi dalam lebih dari 20 tahun. Peristiwa tersebut menghasilkan aurora yang terang dan tersebar luas di seluruh Inggris, dengan Cahaya Utara terlihat hingga ke selatan hingga Devon dan Cornwall.
Pada tahun 2022, Profesor Chapman dianugerahi Medali Chapman dari Royal Astronomical Society. Penghargaan ini mengakui penelitian perintisnya mengenai perilaku medan magnet planet dan bagaimana medan magnet ini menghasilkan cuaca luar angkasa.
Mengapa badai matahari terjadi?
Titik potong yang baru teridentifikasi juga terjadi ketika kawasan bintik matahari aktif bergerak di bawah sekitar 15 derajat garis lintang matahari.
Selama setiap siklus matahari, bintik matahari membentuk “pola kupu-kupu”. Mereka pertama kali muncul di garis lintang yang lebih tinggi dan secara bertahap bergerak lebih dekat ke ekuator matahari seiring dengan berjalannya siklus.
Matahari memiliki rotasi diferensial, artinya garis lintang berbeda berputar dengan kecepatan berbeda. Namun, di bawah garis lintang sekitar 15 derajat, perbedaan kecepatan rotasi ini semakin melemah. Hal ini menciptakan wilayah rotasi bersama di sekitar ekuator matahari (“aliran jet” matahari).
Profesor Chapman percaya bahwa lontaran massa koronal yang paling kuat disebabkan oleh rotasi diferensial. Saat bagian-bagian Matahari berputar dengan kecepatan berbeda, mereka memutar medan magnet yang muncul dan mengumpulkan energi. Ketika daerah bintik matahari aktif bergerak dalam jarak 15 derajat dari garis khatulistiwa, mekanisme puntiran ini melemah dan pendorong utama cuaca luar angkasa yang ekstrem padam.
Untuk menguji gagasan ini, Profesor Chapman melihat korelasi 27 hari (rata-rata rotasi matahari) dari indeks aa (aktivitas geomagnetik di Bumi) dan membandingkannya dengan peristiwa cuaca luar angkasa yang tercatat.
Setelah titik puncaknya, badai geomagnetik menjadi tidak terlalu ekstrem dan mengikuti pola 27 hari. Hal ini menunjukkan bahwa mereka kemungkinan besar dihasilkan oleh aliran co-rotating dan bukan oleh lontaran massa koronal.
