Solar Orbiter melacak sebuah switchback magnetik dalam angin surya hingga ke sumbernya di Matahari

Badan Antariksa Eropa (ESA) menyatakan bahwa wahana antariksanya, Solar Orbiter, telah menelusuri sebuah switchback magnetik (magnetic switchback), yakni lipatan berbentuk S pada medan magnet yang dibawa oleh angin surya, kembali ke tempat asalnya di Matahari. Hasil ini berasal dari makalah yang dipimpin oleh Jesse Coburn dari CNRS/LPP di Prancis, berjudul “On the Coronal Origin of Magnetic Switchbacks in the Solar Wind” (Tentang Asal-Usul Koronal Switchback Magnetik dalam Angin Surya), yang kini telah terbit di Nature Astronomy. Menurut ESA, tim mengidentifikasi sumbernya dengan menganalisis partikel yang ditemukan wahana tersebut di dalam struktur itu.

Angin surya adalah aliran keluar gas panas bermuatan listrik, atau plasma, yang terus-menerus dan menyeret medan magnet Matahari ke seluruh Tata Surya. Dalam perjalanannya, garis-garis medan dapat terpilin, putus, atau melengkung balik ke dirinya sendiri. Switchback adalah salah satu fenomena tersebut: switchback sering terdeteksi di dekat Matahari, tetapi cara pembentukannya masih diperdebatkan. ESA mengingatkan bahwa pada 2022 Solar Orbiter mengamati salah satunya dari kejauhan dan memastikan bentuk S yang telah diprediksi para peneliti tetapi belum pernah terlihat secara langsung.

Kali ini wahana tersebut melintas tepat menembus sebuah switchback. “Solar Orbiter terbang menembus sebuah switchback yang sangat besar,” kata Coburn, seraya menjelaskan bahwa hal ini memungkinkan tim mengukur partikel yang jarang teramati, yang membawa petunjuk tentang asal-usulnya. Dalam pengukuran dari Solar Wind Analyser (SWA), yang diambil ketika Solar Orbiter berada kira-kira di tengah jalan antara Bumi dan Matahari, para peneliti menemukan kombinasi partikel oksigen dan karbon bermuatan. ESA menyatakan bahwa campuran ini hanya mungkin terbentuk di dalam lengkungan magnetik panas di permukaan Matahari.

Coburn menguraikan dua penjelasan utama tentang bagaimana switchback, dan bersamanya angin surya, terbentuk. Campuran partikel tersebut mendukung penjelasan pertama, yaitu rekoneksi pertukaran: garis medan terbuka, yang memungkinkan materi lolos ke luar angkasa, bertemu dengan lengkungan tertutup yang melengkung kembali ke Matahari, lalu garis-garis itu putus dan tersambung kembali sehingga plasma yang semula terperangkap dalam lengkungan dapat keluar. Penjelasan pesaingnya bertumpu pada gelombang dan turbulensi. Rekan penulis Stephanie Yardley dari Northumbria University, Inggris, mengatakan bahwa tim juga melihat tanda-tanda proses tersebut, tetapi kemungkinan hanya setelah switchback bergerak menjauh dari Matahari. Menurutnya, kedua proses sama-sama terlibat dan “keduanya hanya bekerja pada tahap yang berbeda dalam masa hidup sebuah switchback”.

Selain data partikel in situ, tim memeriksa citra piringan Matahari dan memodelkan medan magnet Matahari serta ruang di sekitarnya. ESA menyatakan bahwa para peneliti membangun model baru untuk menentukan dari mana plasma itu berasal, dengan menghubungkan pengukuran Solar Orbiter dengan data dari Solar Dynamics Observatory milik NASA untuk menemukan wilayah sumbernya. Menurut ESA, penelitian ini juga menunjukkan bahwa atmosfer Matahari meninggalkan jejaknya pada partikel angin surya, yang dapat memungkinkan para ilmuwan merekonstruksi riwayat plasma yang diukur jauh dari Matahari.