Isu SemasaSains

Akhirnya Saintis Menyelesaikan Misteri Pembentukan Aurora Borealis Di Langit

Selama bertahun-tahun saintis tidak dapat memastikan bagaimana cahaya di bahagian utara bumi (aurora borealis) yang bersinar dalam kegelapan langit terjadi. Mereka hanya memiliki teori tetapi tidak ada bukti untuk menyokong teori tersebut.

Teori yang mereka miliki selama bertahun-tahun ialah letusan pada matahari telah mengeluarkan zarah bercas yang dipanggil angin solar.

Zarah ini berinteraksi dengan magnetosfera Bumi yang mengawal medan magnetik bumi.

Dalam proses ini, kawasan ini melancarkan gelombang elektromagnetik yang kuat ke arah permukaan Bumi.

Elektron ini kemudiannya menumpang gelombang tersebut menuju ke bahagian atas atmosfera.

Apabila berada di atas, mereka bertembung dengan ataom serta molekul yang menyebabkan terjadinya cahaya menakjubkan yang dikenali sebagai aurora.

Mengapa Saintis Sukar Membuktikan Teori Ini?

Menurut BusinessInsider, jarak yang melibatkan di angkasa adalah terlalu jauh dan meluas sehingga sukar untuk direka semula dalam makmal.

Teknnologi kapal angkasa juga hanya membolehkan pengkaji mengukur elektron dan gelombang elektromagnet untuk mengukurnya secara berpisah dalam altitud berbeza.

Hanya baru-baru ini saintis berjaya melakukan stimulasi keadaan yang membolehkan aurora terhasil dalam sebuah ruang bervakum.

Adakah Teori Sebelum Ini Benar Atau Salah?

Dalam kajian baru-baru ini, dilaporkan bahawa teori sebelum ini adalah benar.

Gelombang elektromagnet yang dikenali sebagai gelombang Alfvén memindahkan tenaga kepada elektron menyebabkan zarah-zarah bergerak lebih pantas ke arah Bumi.

Elektron kemudiannya menumpang gelombang ini sehingga mencapai tahap kelajuan sehingga 45 juta sejam.

“Idea bahawa gelombang ini mamhu memberi tenaga elektron untuk membentuk aurora ini muncul lebih 4 dekad yang lalu tetapi kali ini kami berjaya memastikan ianya berfungsi,” kata Craig Kletzing, seorang profesor fizik di Universiti Iowa yang menulis kajian ini bersama.

Siapa Orang Pertama Yang Menghasilkan Teori Pembentukan Aurora Borealis Ini?

Seorang ahli fizik Rusia, Lev Landau merupakan orang pertama yang mengemukakan idea peningkatan kecepatan elektron melalui gelombang elektromagnetik pada tahun 1946.

Proses ini kini dikenali sebgai Landau damping.

Proses Yang Panjang & Lama Untuk Mengkaji Aurora Borealis

Kletzing telah mula menguji teori ini sejak dua dekad yang lalu tetapi sebelum ini terjadi, para saintis harus mereka semula keadaan magnetosfera Bumi.

Mereka mendapat solusinya dengan Alat Plasma Besar di University of California, Los Angelas.

Ianya sebuah bilik vakum sepanjang 66 kaki yang boleh menghasilkan plasma (gas berion dalam alam semesta) yang cukup untuk menyokong gelombang Alfvén.

“Mereka fikir ia akan mengambil masa beberapa tahun,” ujar Gregory Hows, seorang Profesor Madya di University of Iowa yang berkata pada hakikatnya masalah yang dihadapi mereka lebih sukar dari jangkaan.

Setelah melancarkan Alfvén dalam ruang vakum tersebut, para pengkaji harus mengumpulkan sekumpulan kecil elektron (kurang dari 1 dalam 1,000) yang bergerak pada kelajuan yang hampir sama dengan gelombang – ianya seperti mencari jarum dalam jerami. Ianya adalah untuk menjadi petunjuk bahawa elektron memperoleh kepantasan dengan menumpang gelombang.

“Perkara ini belum pernah dibuktikan di makmal bahawa ianya boleh terjadi,” kata Howes.

“Oleh sebab itu, apabila kita dapat membuktikan menggunakan plasma bahawa teori sebelum ini boleh dilaksanakan, ia adalah cabaran yang sangat sukar.”

Pada akhirnya, simulasi itu berjaya terhasil dengan model matematik yang disahkan bahawa proses pelayaran elektron telah menghasilkan cahaya yang menakjubkan di Bumi.

Bila & Bagaimana Aurora Borealis Akan Terbentuk Di Langit?

Para pengkaji berhenti setelah berjaya menghasilkan cahaya menakjubkan seperti cahaya di utara (northern lights).

Ini kerana fenomena ini terjadi di altitud lebih rendah berbanding gelombang Alfvén dengan beberapa keadaan yang berbeza.

Padang magenetik Bumi melancarkan gelombang Alfvén lebih kurang 80,000 batu di atas permukaan Bumi manakala elektron magnetosfera mula menumpang gelombang ini pada altitud lebih kurang 10,000 batu.

Namun begitu, aurora tidak akan muncul selagi elektron ini tidak berada pada jarak 100 batu dari Bumi.

Pada jarak tersebut, elektron akan menghasilkan molekul oksigen dan nitrogen serta mengeluarkan foton (zarah cahaya).

Dalam proses ini, atom oksigen akan menghasilkan cahaya berwarna merah dan hijau manakala atom nitrogen menghasilkan cahaya berwarna biru dan ungu.

Para pengkaji telah menghasilkan cahaya yang kurang bercahaya di dalam makmal tetapi menurut Howes, plasma itu sendiri mengeluarkan cahaya dan ianya sangat cantik.

Show More

Related Articles

Back to top button