Proses Terjadinya Aurora, Fenomena Cahaya di Langit Kutub Bumi

KOMPAS.com - Aurora adalah fenomena cahaya di atmosfer bagian atas bumi yang umumnya terjadi di garis lintang di kedua kutub bumi.

Fenomena aurora yang terjadi di belahan bumi utara disebut aurora borealis, polaris, atau northern lights (cahaya utara), dan aurora di belahan bumi selatan disebut aurora australis atau southern lights (cahaya selatan)

Aurora umumnya hanya dapat terlihat pada malam hari dan sering kali hanya muncul di daerah kutub yang lebih rendah.

Fenomena indah ini terlihat hampir setiap malam di dekat Lingkaran Arktik dan Antartika, yang berada sekitar 66,5 derajat di utara dan selatan Khatulistiwa.

Baca juga: Mengenal Ionosfer, Lapisan Atmosfer Bumi yang Memantulkan Gelombang Radio

Lantas, bagaimana fenomena aurora bisa terjadi?

Proses terbentuknya aurora

Aurora disebabkan oleh interaksi partikel energik (elektron dan proton) dari solar wind (angin matahari) dengan atom-atom di atmosfer bagian atas.

Dikutip dari laman Encyclopedia Britannica, aurora menerima energinya dari partikel bermuatan yang bergerak antara Matahari dan Bumi melalui kumpulan medan magnet.

Elektron dan partikel bermuatan lainnya, yang dilepaskan oleh lontaran massa koronal, jilatan api matahari, dan emanasi lain dari Matahari, didorong keluar oleh angin matahari.

Beberapa elektron ditangkap oleh medan magnet bumi dan dialirkan sepanjang garis medan magnet ke bawah menuju kutub magnet.

Baca juga: Mengenal Eksosfer, Lapisan Atmosfer yang Berbatasan Langsung dengan Luar Angkasa

Gelombang Alfvén mendorong elektron-elektron ini dan mempercepatnya hingga 72,4 juta kilometer per jam.

Mereka bertabrakan dengan atom oksigen dan nitrogen, melepaskan elektron dari atom tersebut dan meninggalkan ion dalam keadaan tereksitasi.

Ion-ion ini memancarkan radiasi pada berbagai panjang gelombang, menciptakan warna khas (merah atau biru kehijauan), yang kemudian menampilkan fenomena aurora.

Selama periode aktivitas matahari rendah, zona aurora bergeser ke arah kutub, dan selama periode aktivitas matahari yang intens, aurora terkadang meluas hingga garis lintang tengah.

Emisi aurora biasanya terjadi pada ketinggian sekitar 100 kilometer. Namun, fenomena ini juga dapat terjadi di mana saja, antara 80 dan 250 kilometer di atas permukaan bumi.

Baca juga: Apakah Fenomena Aurora Bisa Terjadi di Planet Lain? Berikut Penjelasannya

Variasi warna aurora

Unsplash/v2osk Ilustrasi proses terjadinya fenomena aurora.

Dilansir National Geographic, warna aurora bisa bervariasi tergantung pada ketinggian dan jenis atom yang terlibat.

Jika ion menumbuk atom oksigen yang berada jauh di atmosfer, interaksi tersebut menghasilkan cahaya merah, dan ini adalah aurora yang tidak biasa.

Warna paling umum dari fenomena aurora adalah hijau-kuning, yang terjadi ketika ion-ion bertemu oksigen di ketinggian yang lebih rendah.

Cahaya kemerahan dan kebiruan yang sering muncul di pinggiran bawah aurora dihasilkan oleh ion yang bertemu atom nitrogen.

Baca juga: Bagaimana Proses Terbentuknya Black Hole atau Lubang Hitam?

Ion yang mengenai atom hidrogen dan helium dapat menghasilkan aurora biru dan ungu, meskipun mata manusia jarang dapat mendeteksi bagian spektrum elektromagnetik ini.

Aurora paling aktif terjadi saat angin matahari paling kuat. Angin matahari biasanya cukup konstan, namun solar weather (cuaca matahari) dapat berubah setiap hari.

Cuaca matahari sering diukur dengan sunspots (bintik matahari), yakni bagian terdingin dari matahari dan tampak sebagai gumpalan gelap pada permukaannya yang berwarna putih panas.

Aktivitas bintik matahari dilacak selama siklus 11 tahun, dan aurora yang cerah serta konsisten paling terlihat pada puncak aktivitas bintik matahari.