Sebuah sketsa lawas Planet Merkurius yang dibuat oleh astronomJerman, Johannes Kepler, ternyata berhasil memecahkan teka-teki Matahariselama ini. Berikut penjelasannya.

Pada tahun 1607, Kepler membuat sebuah sketsa yang dikiranya sebagai Planet Merkurius yang mengorbit Matahari. Namun ternyata, Kepler membuat sebuah sketsa bintik Matahari.

Berabad-abad kemudian, gambar-gambar tersebut membantu para ilmuwan memecahkan misteri Matahari.

ADVERTISEMENT

SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT

Hal tersebut terungkap dalam sebuah studi baru yang terbit di The Astrophysical Journal Letters pada 25 Juli. Studi tersebut menciptakan kembali situasi saat Kepler membuat gambar-gambar tersebut.

"Kepler menyumbangkan banyak tolok ukur historis dalam astronomi dan fisika pada abad ke-17, meninggalkan warisannya bahkan di era antariksa," kata penulis utama studi Hisashi Hayakawa, asisten profesor di Institut Penelitian Lingkungan Antariksa-Bumi Universitas Nagoya, dalam sebuah pernyataan, mengutip CNN, Jumat (16/8).

"Di sini, kami menambahkan bahwa catatan bintik Matahari Kepler mendahului catatan bintik Matahari teleskopik yang ada dari tahun 1610 beberapa tahun. Sketsa bintik Matahari yang dibuatnya menjadi bukti ketajaman ilmiah dan ketekunannya dalam menghadapi kendala teknologi," lanjut dia.

Matahari mengalami siklus 11 tahunan dengan aktivitas yang membesar dan mengecil, atau dikenal sebagai siklus Matahari. Para ilmuwan meyakini Matahari sedang mencapai atau mendekati Matahari maksimum, puncak aktivitas tahunan untuk siklus matahari saat ini, yang disebut Siklus Matahari 25.

Maksimum Matahari biasanya dikaitkan dengan peningkatan jumlah bintik Matahari yang terlihat di permukaan Matahari. Daerah gelap ini, beberapa di antaranya dapat mencapai ukuran Bumi atau lebih besar, didorong oleh medan magnet Matahari yang kuat dan terus bergeser.

Mencoba mengamati Matahari adalah hal yang sulit dilakukan berabad-abad yang lalu.
Pada era itu, bintik Matahari diamati dengan mata telanjang melalui kabut, kabut, asap kebakaran hutan, atau menjelang matahari terbit atau terbenam ketika atmosfer membantu meredupkan kecerahan Matahari.

Kepler menggunakan kamera obscura, yang memanfaatkan lubang kecil di dinding instrumen untuk memproyeksikan gambar Matahari pada selembar kertas dan membuat sketsa fitur yang ia amati. Kepler mengira bahwa ia telah menggambar sketsa Merkurius yang bergerak di orbitnya melintasi matahari pada bulan Mei 1607, tapi ia kemudian menarik kembali laporannya 11 tahun kemudian dan menyatakan bahwa ia telah mengamati kelompok bintik Matahari.

"Karena catatan ini bukan pengamatan teleskopik, catatan ini hanya didiskusikan dalam konteks sejarah ilmu pengetahuan dan belum pernah digunakan untuk analisis kuantitatif untuk siklus Matahari pada abad ke-17," kata Hayakawa.

"Tapi ini adalah sketsa bintik Matahari tertua yang pernah dibuat dengan pengamatan instrumental dan proyeksi. Kami menyadari bahwa gambar bintik Matahari ini seharusnya dapat memberi tahu kami lokasi bintik Matahari dan menunjukkan fase siklus Matahari pada tahun 1607 selama kami berhasil mempersempit titik dan waktu pengamatan serta merekonstruksi kemiringan koordinat heliosentris - yang berarti posisi fitur di permukaan Matahari - pada saat itu," ujarnya menambahkan.

Mark Miesch, ilmuwan peneliti NOAA, yang tidak terlibat dalam penelitian baru ini, mengatakan bahwa bintik Matahari bukan satu-satunya cara bagi para ilmuwan untuk memahami perubahan sang Surya. Variasi dalam medan magnet Matahari mengatur pergerakan partikel berenergi tinggi, yang disebut sinar kosmik, melalui ruang angkasa.

Ketika sinar kosmik menghantam atmosfer Bumi, sinar tersebut dapat mengubah kimiawi atmosfer, termasuk keseimbangan karbon.

"Pada waktunya, karbon ini dimasukkan ke dalam tanaman dan hewan, bahkan diri kita sendiri," kata Miesch.

"Cincin pohon memberikan kesempatan unik untuk melacak perubahan karbon dari tahun ke tahun. Beberapa cincin pada pohon purba dapat ditelusuri kembali hingga ribuan tahun. Isotop karbon dan elemen lainnya juga dapat dilacak melalui gelembung udara yang terperangkap dalam inti es glasial."

INFOGRAFIS: Fakta-fakta Megathrust, Teror dari Lautan RI (Foto: Basith Subastian/CNNIndonesia)

Berlanjut ke halaman berikutnya...

Isotop karbon yang terperangkap dalam cincin pohon dan inti es telah digunakan untuk mengkontekstualisasikan pengamatan bintik Matahari kuno dan memperluas pemahaman kita tentang aktivitas Matahari sebelum pengamatan bintik Matahari terjadi.

Data tersebut telah digunakan untuk membantu para astronom memahami Maunder Minimum, sebuah periode siklus Matahari yang sangat lemah dan tidak normal antara tahun 1645 dan 1715.

Selama grand solar minimum, bintik Matahari hampir menghilang, dan beberapa bintik Matahari yang teramati hanya muncul di belahan Matahari selatan.

Para ahli sampai saat ini masih belum satu suara soal mekanisme yang melatarbelakangi terjadinya grand solar minimum, terutama ketika mereka mencoba mencari tahu kapan dan apakah peristiwa ini bisa terjadi di abad-abad mendatang.

Namun, para astronom sepakat pola aktivitas Matahari bergeser dari siklus reguler ke grand minimum secara bertahap.

Analisis cincin pohon sebelumnya menunjukkan siklus Matahari yang singkat, Siklus Matahari minus 14, hanya berlangsung sekitar lima tahun dan mengarah ke siklus Matahari yang sangat panjang selama 16 tahun, yang dikenal sebagai Siklus Matahari minus 13.

"Jika benar, hal ini tentu saja menarik. Namun, rekonstruksi berbasis cincin pohon lainnya mengindikasikan urutan siklus Matahari dengan durasi normal (11 tahun). Lalu, rekonstruksi mana yang harus kita percayai? Sangat penting untuk memeriksa rekonstruksi ini dengan catatan independen - lebih baik lagi catatan observasi," kata Hayakawa.

Jadi, ia beralih ke sketsa-sketsa Kepler. Hayakawa dan rekan-rekannya kemudian menerjemahkan laporan asli Kepler, yang ditulis dalam bahasa Latin, untuk memahami orientasi yang tepat dari sketsa bintik Matahari, serta mempersempit rentang waktu dan lokasi di mana Kepler melakukan pengamatan.

Hayakawa kemudian mengunjungi berbagai tempat di Praha, termasuk kediaman Kepler di Istana Perancis dan bengkel mekanik istana, Justus Burgi, untuk lebih memahami topografi tempat Kepler melihat bintik Matahari.

Perangkat data modern memungkinkan Hayakawa dan rekan-rekannya menghitung kemiringan bintik Matahari dan menentukan lokasinya di Matahari. Mereka juga menerapkan hukum Spörer, yang pertama kali diamati oleh astronom amatir Inggris Richard Christopher Carrington, tapi kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh astronom Jerman Gustav Spörer, yang menggambarkan migrasi bintik Matahari dari lintang yang lebih tinggi ke lintang yang lebih rendah dalam siklus Matahari.

Tim peneliti menentukan kelompok bintik Matahari yang diamati oleh Kepler berada di akhir Siklus Matahari minus 14 dan bukan di awal Siklus Matahari minus 13.

Temuan ini mendukung gagasan bahwa Siklus Matahari minus 13 memiliki durasi reguler 11 tahun, bukan 16 tahun. Para peneliti juga dapat memperkirakan bahwa Siklus Matahari minus 13 kemungkinan dimulai antara tahun 1607 dan 1610.

"Ini menunjukkan transisi yang khas dari siklus matahari sebelumnya ke siklus berikutnya, sesuai dengan hukum Spörer," kata penulis studi Thomas Teague, pengamat di Pusat Analisis Data Pengaruh Matahari di Observatorium Kerajaan Belgia.

Menurut Hayakawa, mengingat siklus Matahari terpanjang yang pernah tercatat dalam tiga abad terakhir berlangsung selama 14 tahun, inilah saatnya untuk menemukan prekursor ilmiah lain untuk Maunder Minimum.

Hayakawa mengatakan sketsa Kepler membantu menginformasikan perdebatan yang sedang berlangsung tentang siklus matahari yang mengarah ke Maunder Minimum, yang juga dapat membantu para astronom memodelkan kondisi sebelum peristiwa tersebut.

"Dengan menempatkan temuan Kepler dalam rekonstruksi aktivitas matahari yang lebih luas, para ilmuwan mendapatkan konteks penting untuk menafsirkan perubahan perilaku matahari pada periode penting yang menandai transisi dari siklus matahari biasa ke minimum matahari besar," katanya.