ANALIS1S EVOLUSI GRUP SUNSPOTSPD
WATUKOSEK UNTUK MEMPEROLEH
INDIKATOR KEMUNCULAN FLARE
Nanang Wldodo, Nur Aenl, Sudan*!, Ahmad Sodlkin, MarianPenelhl Stasiun Pengamat Dirgantara Watukosek, LAPAN
ABSTRACT
In their evolution, s u n s p o t groups change in its n u m b e r , area, s h a p e and its formation. Proper motion of s u n s p o t group show twist and shear movement. Therefore, we m e a s u r e the central position at preceding and following p a r t s . The difference of angle between the preceding a n d following part in the evolution on (n +1) thand n may indicate t h a t in its evolution the sunspot groups have changed the area. We suggest some indications for predicting flare u s i n g the m e a s u r e m e n t of twist and s h e a r of the spot in a group.
ABSTRAK
Sunspot sebagai variabel aktivitas m a t a h a r i mengalami p e r u b a h a n
-perubahan a n t a r a lain dalam j u m l a h , luas dan b e n t u k p a d a s u a t u g r u p
sunspot selama m a s a evolusinya. Dengan mempelajari gerak diri dan
kelompok dari s u a t u grup sunspot b e r u p a gerak p u t a r dan geser, maka dilakukan p e n g u k u r a n posisi titik berat kelompok spot p a d a bagian preceding dan following. Selisih s u d u t kemiringan y a n g dibentuk oleh k e d u a bagian tersebut a n t a r a evolusi (n + 1) vs n m e r u p a k a n indikasi b a h w a dalam perjalanan evolusi grup sunspot mengalami pergerakan p e r k e m b a n g a n a t a u penyusutan. Daerah aktif (grup sunspotj yang menunjukkan ciri-ciri perubahan tertentu d a p a t dijadikan salah s a t u indikasi a k a n terjadinya,/7are.
Kata k u n c i : Flare.Gerakpuntir.Gerak gese, Preceding, Following
1 PENDAHUL0AN
Matahari sebagai bintang mengalami fluktuasi aktivitas, yang diidentirlkasikan dengan siklus 11 t a h u n a n . Dalam perjalanan evolusi matahari t e r d a p a t b e b e r a p a variabel y a n g m e n g g a m b a r k a n kondisi 11 tahunan, d u a diantara variabel-variabel tersebut a n t a r a lain : sunspot dan flare.
Pada peiielitian ini a k a n digunakan hasil p e n g a m a t a n rutin aktivitas matahari k h u s u s n y a d a t a sunspot dan flare s e c a r a lebih efektif, d i m a n a kontribusi d a t a p e n g a m a t a n matahari dari S t a s i u n Pengamat Dirgantara LAPAN Watukosek p a d a buletin NOAA telah terintegrasi dengan d a t a pengamatan d a r i s t a s i u n - s t a s i u n lain y a n g dilaporkan p a d a buletin Solar
(Kaufmann, 1978) telah proses evolusi grup sunspot bipolar besar selama di tengah c a k r a m m a t a h a r i .
Dengan mengoptimalkan analisis d a t a s u a t u evolusi sunspot dan flare SPD Watukosek d i h a r a p k a n memberikan hasil y a n g d a p a t menjelaskan proses evolusi g r u p sunspot yang diintegrasikan dengan kejadian flare. Penggunaan k e d u a d a t a sunspot d a n flare ini a k a n d i p a d u k a n dengan analisis citra magnetogram dari buletin NOAA p a r t I u n t u k menyimpulkan beberapa karakteristik dalam proses evolusi sunspot yang a k a n menghasilkan
flare.
Evolusi g r u p sunspot yang diambil u n t u k analisis adalah g r u p sunspot dalam b a t a s + 50° Bujur Timur sampai dengan 50° Bujur Barat a t a u ± 8 hari pengamatan. Ketentuan ini b e r d a s a r k a n p a d a pertimbangan s u d u t p a n d a n g kita t e r h a d a p p e r m u k a a n m a t a h a r i yang relatif tegak l u r u s , sekaligus bertujuan mengeliminasi g r u p sunspot yang terlihat relatif lebih p e n d e k dari sebenarnya {foreshortening).
Rancangan dalam penelitian ini adalah m e n e n t u k a n dan memilih d a t a evolusi grup sunspot y a n g produktif (menghasilkan flare) (Widodo, 1996) dari hasil p e n g a m a t a n di SPD Watukosek p a d a t a h u n 1990-1993 dan d a t a dari buletin Solar Geophysical Data, NOAA Part I d a n II.
Dengan mempelajari p e r u b a h a n bentuk, j u m l a h d a n pergerakan posisi titik berat spot-spot di bagian preceeding dan following y a n g terjadi selama evolusi grup sunspot m a k a dapat ditentukan karakteristik indikator fenomena
flare (Widodo, 2000). 2 DATA
Data penelitian adalah s k e t bilangan sunspot d a r i SPD Watukosek,
flare (gabungan d a t a dari Watukosek d a n buletin NOAA p a r t II) dan magnetogram diambil dari buletin NOAA part I, Nopember 1990 - Oktober 1993
(Widodo, 2001). Pengambilan sampel sejumlah 50 g r u p sunspot dilakukan secara acak, d e n g a n j u m l a h hari p e n g a m a t a n 3 4 3 hari. J u m l a h flare yang teramau" s e b a n y a k 154 kejadian flare (44.9 %). Berikut ini salah s a t u contoh sampling evolusi g r u p sunspot, flare dan magnetogram b e r u p a d a t a numerik dan citra.
Sebagai contoh adalah g r u p sunspot 1115 (Watukosek)/6891 (NOAA) yang m e r u p a k a n d a e r a h aktif (25 Oktober - 1 Nopember 1991) yang sangat produktif m e n i m b u l k a n flare.
Gambar 2-1: Evolusi harian grup sunspot NOAA 6891 tanggal 25 Oktober s.d
1 Nopember 1991 dan citra flare H-cc dan magnetogram
P a d a G a m b a r 2 - 1 , t a n d a p a n a h p a d a citra sunspot m e n u n j u k k a n posisi titik p u s a t flare di a t a s g r u p sunspot terdekat, s e d a n g k a n t a n d a p a n a h p a d a citra m a g n e t o g r a m m e n u n j u k k a n lokasi flare di a t a s d a e r a h polarisasi tabung-tabung m e d a n magnet yang b e r m u a t a n positif (wama putih), sebaliknya d a e r a h polarisasi y a n g b e r m u a t a n negatif b e r w a r n a gelap.
Dalam perjalanan evolusinya mengalami b a n y a k p e r u b a h a n b e n t u k d a n l u a s g r u p sunspot. M e n u r u t klasifikasi Zurich, g r u p sunspot ini p a d a awal evolusi t e r m a s u k d a l a m k e l a s E , k e m u d i a n p a d a posisi t e n g a h c a k r a m (evolusi 3 s a m p a i d e n g a n 6) mengalami p e r k e m b a n g a n l u a s d a e r a h aktif termasuk dalam kelas F. Sampai p a d a akhir evolusi, walaupun telah menyusut menjadi kelas D, t e t a p i m a s i h produktif m e n g h a s i l k a n flare.
3 PENGOLAHAN DATA
Langkah p e r t a m a a d a l a h mengidentifikasi citra g r u p sunspot d a l a m d u a d a e r a h polarisasi yaitu bagian preceeding d a n following, seperti p a d a G a m b a r 3-1 ( u n t u k g r u p sunspot besar). Kemudian m e n e n t u k a n posisi titik b e r a t d a r i k e d u a bagian preceeding d a n following m e n u r u t koordinat bola m a t a h a r i (stoney hurst}.
G a m b a r 3 - 1 : P e n e n t u a n posisi titik b e r a t bagian preceeding dan following
Berdasarkan citra grup sunspot p a d a Gambar 2 - 1 , dilakukan pengukuran posisi titik b e r a t bagian preceding d a n following, j u m l a h spot, s u d u t kemiringan y a n g d i b e n t u k oleh k e d u a posisi titik b e r a t (TB) bagian p d a n / tersebut, seperti p a d a Gambar 3 - 1 . Selanjutnya dilakukan p e n g u k u r a n selisih s u d u t kemiringan (Aa), seperti k e t e n t u a n y a n g d i t e t a p k a n p a d a G a m b a r 3 - 3 .
Selain p e n g u k u r a n posisi titik b e r a t j u g a d i l a k u k a n p e n g u k u r a n s u d u t kemiringan y a n g d i b e n t u k oleh posisi titik b e r a t (TB) kelompok spot bagian Bara t {preceding) t e r h a d a p posisi titik b e r a t kelompok spot bagian Timur
Gambar 3-3: Ketentuan p e n g u k u r a n selisih s u d u t kemiringan, Aa
Misalkan, s u d u t kemiringan (a) yang dibentuk oleh titik berat p a d a bagian preceeding terhadap following adalah sebesar or, = - 1 6 . 7 ° dan p a d a evolusi 2, a2= - 3 2 . 7 4 ° , sehingga selisih s u d u t kemiringan evolusi 2 ke 1,
kccss\a2-al | = 16.04°. Pada evolusi 2 ke 3, s u d u t kemiringan spot-spot
pada bagian preceeding-following p a d a evolusi 2, a2= - 3 2 . 7 4 ° , d a n p a d a
evolusi 3a3 - - 3 2 . 1 5 ° sehingga selisih s u d u t kemiringan evolusi 3 ke 2, Aa = \ai-a2 | = 0 . 5 9 ° .
Hasil pengukuran dari beberapa langkah di atas diberikan pada Tabel 3-1.
No data SS
No grup SS/kelas (Watukosek)
No NOAA region
Tgl/bln/thn Obs.
No Bui./ Part SGD
DATA EVOLUSI GRUP SUNSPOT
028
1115E
6891
25 Oktober - 01 November 1991
572 - 573, Part II
4 HASIL
Berdasarkan pengamatan evolusi sunspot dari seluruh data sampel
didapatkan dua proses perubahan pada suatu grup sunspot. Pertama, proses
perkembangan grup sunspot menjadi semakin besar, luas dan konfigurasi spot/
penumbra yang komplek, misalnya kelas E dan F (klasifikasi Zurich).
Kejadian ini menunjukkan bahwa selama perjalanan evolusi, grup sunspot
tersebut mengalami pertumbuhan yang signifikan. Pada masa-masa evolusi
ini, grup sunspot mempunyai proyeksi polarisasi medan magnet yang tersebar
dan konfigurasi semakin komplek, contoh Gambar 2-1, pada evolusi 1-5 dapat
diklasifikasi kelas F dan evolusi 6-7 kelas E. Berdasarkan kondisi ini akan memberikan peluang terjadi persinggungan a n t a r a garis-garis m e d a n magnet semakin besar sehingga sangat berpotensi m e m b a n g k i t k a n flare H-a sampai berulang kali. Kedua, proses p e n y u s u t a n g r u p sunspot menjadi semakin kecil, sempit dan konfigurasi spot/penumbra lebih s e d e r h a n a , misalnya kelas C, D atau H (klasifikasi Zurich). Proses p e n y u s u l a n m e r u p a k a n akibat yang dialami grup sunspot setelah kehiiangan b a n y a k energi plasma yang teremisikan b e r s a m a flare, contoh Gambar 2-1 p a d a evolusi 6 terjadi flare besar (Importance 3 B) p a d a evolusi berikutnya terjadi p e n y u s u t a n b e n t u k penumbra yang signifikan. Konsekuensi dari evolusi t e r s e b u t , s u a t u grup
sunspot mempunyai proyeksi polarisasi m e d a n magnet yang lebih s e d e r h a n a
(tampakjelas p e m i s a h a n a n t a r a m e d a n magnet b e r m u a t a n ncgatif dan positif dalam wilayah sempit).
Analisis proses penyusutan bentuk, u k u r a n d a n j u m l a h s p o t / p e n u m b r a dari hasil p e n g a m a t a n p a d a 50 d a t a sampling. (Tabel 4-1)
Analisis p r o s e s perkembangan b e n t u k , u k u r a n dan j u m l a h spot/ penumbra dari hasil p e n g a m a t a n p a d a 50 d a t a sampling dituliskan p a d a Tabel 4-2.
5 PEMBAHASAN
Dari hasil analisis s e c a r a komprehensif p a d a evolusi g r u p sunspot yang dihubungkan dengan p e r u b a h a n citra magnetogram dan fenomena flare H-a pada Tabel 4-1 dan Tabel 4-2 d i d a p a t k a n r a n g k u m a n ciri-ciri p e r u b a h a n pada grup sunspot y a n g a k a n membangkitkan flare H-a d a n akibat yang ditimbulkan b e r u p a p e n y u s u t a n luas d ae r a h aktif (grup sunspot\.
Secara spesifik p r o s e s perkembangan g r u p sunspot selama evolusi hingga menghasilkan flare H-a d a p a t dibagi dalam analisis kualitatif dan kuantitatif.
5.1 Analisis Kualitatif
Ciri-ciri daera h pasif menjadi aktif sebelum menghasilkan flare H-a • Ada trend k e n a i k a n j u m l a h sunspot dalam b e b e r a p a kali evolusi. • Penggabungan b e b e r a p a p e n u m b r a kecil menjadi p e n u m b r a b e s a r . • Luas p e n u m b r a kecil b e r t a m b a h besar.
• Daerah aktif (grup sunspot\ b e r t a m b a h luas.
• Ada pergeseran posisi titik berat di preceeding dan a t a u following. • Formasi spot d a n p e n u m b r a m e n d a d a k komplek.
• Ada p e r t u m b u h a n j u m l a h s p o f / p e n u m b r a di daer a h netral.
• Ada p e r t u m b u h a n j u m l a h p e n u m b r a di bagian preceeding/following. Ciri-ciri d a e r a h aktif menjadi pasif setelah menghasilkan flare H-a
• Pemecahan konsentrasi p e n u m b r a besar menjadi beberapa p e n u m b r a kecil. • Penyusutan l u a s p e n u m b r a dibanding evolusi sebelumnya.
• Pengurangan luas daerah aktif grup sunspot.
• Ada trend penurunan jumlah sunspot dalam beberapa kali evolusi.
• Formasi spot dan penumbra dalam grup relatif stabil.
• Tidak ada pergeseran posisi titik berat di preceeding dan following.
• Bagian preceeding atau following grup sunspot tenggelam.
5.2 Analisis kuantitatif
Tabel 5-1 hasil penelitian menyatakan bahwa pada selang selisih
sudut kemiringan (Aa) pada selang 0,0 - 5,0 derajad selisih sudut kemiringan
(Aa ada sejumlah 72 flare H-a atau ± 46,7 %. Sedangkan pada selang selisih
sudut kemiringan 5,0 - 10,0 derajad terdapat 43 flare H-a atau ± 27,9 % dari
jumlah flare H-a dalam sampel.
Tabel 5-1: SELISIH SUDUT KEMIRINGAN (Aa) VS KELAS FLARE H-a
Tampak bahwa jarang sekali ada pergeseran posisi grup sunspot
bagian preceeding atau following pada arah Lintang Utara atau Selatan
secara signifikan (>20,0 derajad) dalam perbedaan perjalanan evolusi (selisih
satu hari). Sebagian besar flare H-a diawali adanya pergeseran posisi titik
berat bagian preceeding atau following pada arah lintang meskipun dengan
Aa kecil.
Gambar 5-1: Jumlah kejadian flare H-a berdasarkan kategori kelas flare
(sub, 1, 2 dan3)
Pada Gambar 5-1 memperlihatkan frekuensi flare H-a yang dipisahkan berdasarkan kategori Aa P a d a Gambar 5-2 t a m p a k b a h w a sebagian besar
flare kelas s u b flare dan kelas 1 terjadi oleh a d a n y a p c r u b a h a n Aa yang kecil
(< 10,0 derajat). Hal ini berkailan dengan p e r u b a h a n Aa sedikit saja sudah m e m u n g k i n k a n m e m b a n g k i t k a n flare.
6 KESIMPULAN
B e r d a s a r k a n analisis secara komprehensif dari s e m u a sampel data evolusi grup sunspot, citra magnetogram dan flare H-a didapatkan kesimpulan sebagai berikut. Aktivitas flare H-a terjadi karena adanya indikasi pertambahan j u m l a h s p o t / p e n u m b r a p a d a salah s a t u bagian preceeding a t a u following,
konfigurasi g r u p sunspot yang semakin komplek d a n pergeseran posisi titik berat bagian preceeding dan atau following secara s e r e m p a k dan signifikan.
S e m a k i n l u a s d a n komplek konfigurasi s p o t / p e n u m b r a dari suatu grup sunspot d e n g a n p e r u b a h a n yang sangat cepat (orde j a m a t a u paling lambat harian) d a n citra magnetogram yang m e n u n j u k k a n penyebaran medan m a g n e t b e r m u a t a n positif dan negatif secara a c a k m a k a flare H-a yang ditimbulkannya j u g a semakin besar. Biasanya fenomena flare H-a besar terjadi p a d a g r u p sunspot kelas E a t a u F, karena potensi energi dalam plasma sangat b e s a r .
Konsekuensi yang dialami grup sunspot setelah terjadi flare H-a adalah a d a n y a proses p e n y u s u t a n luas d a er a h aktif, j u m l a h spot d a n konfigurasi menjadi lebih s e d e r h a n a (kelas D a t a u C). Bila terjadi flare H-a kembali, m a k a j u m l a h energi yang ikut teremisikan bersama,/7arejuga semakin kecil.
DAFTAR KBJUKAN
Kaufmann, W., 1978. Exploration of the solar system, Macmillan Publishing Co. Widodo, N., 1996. Perbandingan data aktivitas matahari SPD Watukosek
terhadap data NOAA, Majalah LAPAN No. 4 6 .
Widodo, N-, 2 0 0 0 . M e n e n t u k a n prakiraan u m u r produktif s u n s p o t kelas D, E d a n F b e r d a s a r k a n frekuensi flare, Warta LAPAN Vol. 2, No.2
Widodo, N., 2 0 0 1 . Anatisis berbagai fenomena yang terkait pada evolusi
