Nationalgeographic.co.id - Ilmuwan UCLA telah menemukan sumber baru elektron energik super cepat yang menghujani Bumi, sebuah fenomena yang berkontribusi pada aurora borealis yang berwarna-warni tetapi juga menimbulkan bahaya bagi satelit, pesawat ruang angkasa, dan astronaut.
Para peneliti mengamati "presipitasi elektron" yang tak terduga dan cepat dari orbit rendah Bumi menggunakan misi ELFIN, yaitu sepasang satelit kecil yang dibangun dan dioperasikan di kampus UCLA oleh mahasiswa sarjana dan pascasarjana yang dipandu oleh tim kecil staf mentor.
Dengan menggabungkan data ELFIN dan pengamatan yang lebih jauh dari pesawat ruang angkasa THEMIS NASA, para ilmuwan menentukan bahwa hujan tiba-tiba disebabkan oleh gelombang peluit, yaitu sejenis gelombang elektromagnetik yang beriak melalui plasma di ruang angkasa dan memengaruhi elektron di magnetosfer Bumi, sehingga menyebabkan mereka " tumpah" ke atmosfer.
Temuan mereka ini telah dipublikasikan pada 25 Maret 2022 di jurnal Nature Communications dengan judul "Superfast precipitation of energetic electrons in the radiation belts of the Earth", menunjukkan bahwa gelombang peluit bertanggung jawab atas hujan elektron yang jauh lebih banyak daripada yang diprediksi oleh teori dan model cuaca luar angkasa saat ini.
"ELFIN adalah satelit pertama yang mengukur elektron super cepat ini," kata Xiaojia Zhang, penulis utama dan peneliti di departemen ilmu Bumi, planet, dan ruang angkasa UCLA, seperti yang dilaporkan Tech Explorist. "Misi ini menghasilkan wawasan baru karena sudut pandangnya yang unik dalam rantai peristiwa yang menghasilkannya."
Inti dari rantai peristiwa itu adalah lingkungan luar angkasa di dekat Bumi, yang dipenuhi dengan partikel bermuatan yang mengorbit dalam cincin raksasa di sekitar planet, yang disebut sabuk radiasi Van Allen. Elektron di sabuk ini bergerak dalam spiral seperti Slinky yang secara harfiah memantul di antara kutub utara dan selatan Bumi. Dalam kondisi tertentu, gelombang peluit dihasilkan di dalam sabuk radiasi, memberi energi dan mempercepat elektron. Ini secara efektif meregangkan jalur perjalanan elektron sedemikian rupa sehingga mereka jatuh dari sabuk dan mengendap ke atmosfer, menciptakan hujan elektron.
Baca Juga: Misteri Aurora Sinar-X Kuat dari Jupiter Akhirnya Terpecahkan
Baca Juga: Ahli Antariksa Temukan Badai Luar Angkasa Hujani Bumi dengan Elektron
Baca Juga: Peneliti Ungkap Fenomena Aneh di Langit Jepang yang Terjadi 1.400 Tahun Lalu
Orang dapat membayangkan sabuk Van Allen sebagai reservoir besar berisi air, atau, dalam hal ini, elektron, kata Vassilis Angelopolous, profesor fisika ruang angkasa UCLA dan peneliti utama ELFIN. “Saat reservoir terisi, air secara berkala berputar ke bawah ke saluran pembuangan untuk menjaga agar baskom tidak meluap. Tetapi ketika gelombang besar terjadi di reservoir, air yang meluap itu akan tumpah ke tepi, lebih cepat dan dalam volume yang lebih besar daripada drainase. ELFIN yang berada di hilir kedua aliran tersebut mampu mengukur dengan baik kontribusi dari masing-masing aliran tersebut.” tuturnya.
Pengukuran hujan elektron di ketinggian rendah oleh ELFIN, dikombinasikan dengan pengamatan THEMIS terhadap gelombang peluit di ruang angkasa dan pemodelan komputer yang canggih, memungkinkan tim untuk memahami secara rinci proses di mana gelombang menyebabkan aliran elektron yang cepat mengalir ke atmosfer.