MATAHARI

Why we study the sun? Memahami Alam Semesta Laboratorium Fisika Kaitannya dengan iklim Cuaca antariksa - satelit (orbit, life time, komponen) - ionosfer (komunikasi radio, GPS) - geomagnet (survey)

SUN FACTS Solar radius = 695,990 km = 432,470 mi = 109 Earth radii Solar mass = 1.989x1030 kg = 4.376x1030 lb = 333,000 Earth masses Solar luminosity (energy output of the Sun) = 3.846x1033 erg/s Surface temperature = 5770 K = 10,400 ºF Surface density = 2.07x10-7 g/cm3 = 1.6x10-4 Air density Surface composition = 70% H, 28% He, 2% (C, N, O, ...) by mass Central temperature = 15,600,000 K = 28,000,000 ºF Central density = 150 g/cm3 = 8 × Gold density Central composition = 35% H, 63% He, 2% (C, N, O, ...) by mass Solar age = 4.57x109 yr

SOLAR INTERIOR

Solar Interior Core - Reaksi inti, hidrogen menjadi helium, terjadi sampai jarak 175.000 km dari pusat (1/4 jari2) melepaskan energi Temperatur 15,000,000° C dan kerapatan 150 g/cm³ Radiative Zone - Dari bagian luar inti sampai ke dasar zona konveksi - Energi dari inti dipancarkan dengan cara radiasi

Solar Interior Interface Layer (Tachocline) - Terletak diantara radiative dengan convective zone - Tempat pembangkitan dinamo magnetik Convective Zone - Bagian terluar dari interior matahari - Mulai kedalaman 20000 km dari permukaan matahari - hantaran energi secara konveksi

Profil kerapatan

Profil tremperatur

PHOTOSPHERE Permukaan matahari yang tampak (tebal ± 100 km) Differential rotation Sunspot, faculae, granules, supergranules

Faculae: magnetic, bright areas

Granula: Diameter ± 1000 km Kecepatan ± 7 km/detik Supergranula: Diameter ± 3500 km Kecepatan ± 0.5 km/detik

CHROMOSPHERE Di atas photosphere Temperatur 6000 – 20000 K teramati dalam panjang gelombang Hα Chromospheric network, plage, filament, prominence

Chromospheric Network: - menghubungkan sel-sel supergranula - Bundel medan magnetik

Prominence

TRANSITION REGION Memisahkan chromosphere dengan corona Lapisan tipis Terbentuk karena aliran panas dari corona ke chromosphere (perubahan panas dari 106 K menjadi 20.000 K)

CORONA Atmosfer matahari bagian luar Temperatur > 106 K Helmet streamer, polar plumes, coronal loops

Helmet streamer: - Cap-like coronal structure - Berada di atas sunspot dan daerah aktif Dibentuk oleh loop magnetik yang menghubungkan sunspots

Coronal loops Ada di sekitar sunspots dan di daerah aktif Berasosiasi dengan garis medan magnetik tertutup yang menghubungkan daerah-daerah magnetik di permukaan matahari

daerah gelap dalam sinar X berkaitan dengan medan magnet terbuka Coronal hole : daerah gelap dalam sinar X berkaitan dengan medan magnet terbuka - high speed solar wind berasal dari coronal holes X-ray Corona

AKTIVITAS MATAHARI Medan Magnetik Bintik Matahari Flare Lontaran Masa Korona (Coronal Mass Ejection, CME) Angin Matahari

Medan Magnetik Dihasilkan di matahari karena aliran ion dan elektron bermuatan Sunspot, prominens,loop Diamati dengan magnetograf Siklus : 22 tahun

SUNSPOTS: - Medan magnetik yang kuat - T ~ 3700 K - Life time beberapa hari – beberapa minggu - Bipolar - Umbra dan penumbra - Proper motion

Puntiran medan magnet akibat dari rotasi diferensial matahari grup sunspot

SUNSPOT R = Bilangan sunspot k= konstanta g = jumlah grup f = jumlah bintik

STRUKTUR SUNSPOT

Sunspot Cycle

Sunspot muncul di kedua belahan hemisfer matahari dari lintang yang lebih tinggi ke lintang yang lebih rendah. Butterfly Diagram

FLARE Ledakan besar yang terjadi di permukaan matahari Energi yang sangat besar Energi dalam bentuk: - elektromagnetik (gamma rays dan x rays) - energetic particle (proton dan elektron) - mass flow

Flare 10 Oktober 1971

Flare 7 Agustus 1972

Bastille day

Klasifikasi Flare Optik : Importansi S, 1, 2, 3 Luas Importansi (10*-6 hemisfer) square degrees < 100 < 2.06 S 100 - 250 2.06 - 5.15 1 250 - 600 5.15 - 12.4 2 600 - 1200 12.4 - 24.7 3 >1200 > 24.7 4

Klasifikasi Flare X ray : - B : ~ 10-7 Watt/m2 - C : ~ 10-6 Watt/m2 - M : ~ 10-5 Watt/m2 - X : ~ 10-4 Watt/m2

Garis magnetik sunspot

Mekanisme Flare Ascending photospheric magnetic flux Emergence of flux triggered flare

Struktur Flare

Medan magnetik dan flare

Coronal Mass Ejection (CME) Sejumlah besar gas yang bersama-sama dengan medan magnet dilontarkan dari matahari (mulai dikenali ~ 1973) Kecepatannya dapat mencapai > 2000 km/detik Menimbulkan gangguan pada bumi Seringkali berasosiasi dengan flare dan prominence eruption

THE SOLAR WIND Terdiri dari partikel, atom terionisasi dari corona, dan medan magnetik Kecepatan 300 - 800 km/detik Sumber: hot corona Berkaitan dengan ‘coronal heating process’ Menumbuk medan magnet bumi ‘badai (storm)’ di medan magnet bumi Menghasilkan awan magnetik sampai heliosphere

HELIOSPHERE The heliosphere is a bubble in space produced by the solar wind

The Big Questions Coronal Heating Process Nature of Solar Flares The Origin of Sunspot Cycle The Missing Neutrinos