Struktur Matahari Dijelaskan: Dari Inti hingga Atmosfer

1. Struktur Internal Matahari

Jika kita bisa membelah Matahari menjadi dua, apa yang akan kita lihat?

Bagian dalamnya terbagi menjadi tiga lapisan utama: Inti (Core), Zona Radiasi, dan Zona Konveksi. Setiap lapisan memiliki cara unik untuk menciptakan atau mentransportasikan energi. Bayangkan seperti telur dengan kuning telur, putih telur, dan cangkang—setiap bagian memiliki peran yang berbeda.

1-1. Inti: Pembangkit Tenaga

Inti menempati sekitar 20-25% dari jari-jari Matahari. Meskipun ukurannya hanya seperempatnya, di sinilah semua energi dilahirkan.

Kondisi di sini sangat ekstrem. Suhunya sekitar 15 juta derajat Celcius, dan tekanannya kira-kira 250 miliar kali tekanan atmosfer Bumi. Di lingkungan ini, materi berada dalam wujud "plasma"—sup elektron dan inti atom yang bergerak sangat cepat.

Di sini, inti hidrogen bertabrakan dengan kecepatan tinggi dan menyatu membentuk helium. Inilah yang disebut Fusi Nuklir.

Ketika empat inti hidrogen menyatu menjadi satu inti helium, sedikit massa hilang. Ke mana perginya? Mengikuti persamaan terkenal Einstein E=mc², massa itu diubah langsung menjadi energi.

Matahari mengubah sekitar 600 juta ton hidrogen menjadi helium setiap detik. Dari jumlah itu, sekitar 4 juta ton menjadi energi murni yang dipancarkan ke luar angkasa. Meskipun konsumsinya sangat besar, Matahari begitu besar sehingga tidak akan kehabisan bahan bakar selama 5 miliar tahun lagi.

1-2. Zona Radiasi: Perjalanan Panjang

Energi yang lahir di inti tidak langsung terbang keluar seketika. Energi harus melewati "Zona Radiasi" terlebih dahulu.

Zona ini mencakup sekitar 70% dari jari-jari Matahari. Di sini, energi bergerak sebagai foton (partikel cahaya). Namun, plasma di sini sangat padat sehingga foton tidak bisa berjalan lurus.

Foton bergerak sedikit, menabrak partikel, diserap, dan dipancarkan kembali ke arah acak. Proses "tabrak lari" ini terjadi triliunan kali. Karena gerakan acak ini, dibutuhkan waktu sekitar 170.000 tahun bagi sebuah foton untuk keluar dari inti ke permukaan (Sumber: Stanford Solar Center).

Cahaya matahari yang menyinari wajah Anda hari ini sebenarnya diciptakan di pusat Matahari jauh sebelum peradaban manusia dimulai.

1-3. Zona Konveksi: Panci Mendidih

Bagian luar 30% dari interior matahari adalah "Zona Konveksi." Di sini, cara perpindahan energi berubah drastis.

Karena suhu turun dari sekitar 2 juta °C menjadi 5.500 °C di dekat permukaan, plasma menjadi terlalu keruh untuk dilalui radiasi secara efisien. Sebaliknya, konveksi mengambil alih. Plasma panas naik, melepaskan panas di permukaan, mendingin, dan tenggelam kembali.

Bayangkan panci berisi air atau bubur yang mendidih. Panas dari bawah menyebabkan cairan naik dan berputar. Matahari melakukan hal yang sama.

Gerakan ini menciptakan pola di permukaan yang disebut "granula." Setiap granula berukuran sekitar 1.000 km—kira-kira seukuran Pulau Jawa—dan hanya bertahan 8 hingga 20 menit. Permukaan Matahari secara harfiah sedang mendidih.

2. Atmosfer Matahari

Mengelilingi tubuh utama Matahari adalah atmosfernya, yang terdiri dari tiga lapisan: Fotosfer, Kromosfer, dan Korona.

2-1. Fotosfer

Ketika kita "melihat" Matahari (jangan pernah melihat langsung!), kita melihat Fotosfer. Ini adalah permukaan yang terlihat.

Lapisan ini relatif tipis, hanya sekitar 500 km. Suhunya sekitar 5.500°C, yang memberi Matahari warna putih kekuningan.

Fitur paling terkenal di sini adalah Bintik Matahari (Sunspots). Ini adalah bercak gelap di permukaan yang tampak hitam hanya karena lebih dingin (~4.000°C) daripada area sekitarnya. Bintik ini disebabkan oleh medan magnet kuat yang menghambat aliran plasma panas.

2-2. Kromosfer

Tepat di atas fotosfer terdapat Kromosfer ("Bola Warna"). Biasanya tidak terlihat karena silau dari fotosfer, tetapi bisa dilihat sebagai cincin kemerahan saat gerhana matahari total.

Warna merah berasal dari hidrogen yang memancarkan cahaya pada panjang gelombang tertentu (H-alpha). Menariknya, tidak seperti api unggun yang semakin dingin saat Anda menjauh, suhu di kromosfer justru naik saat semakin jauh, mencapai hingga 20.000°C.

2-3. Korona

Lapisan terluar adalah Korona (Bahasa Latin untuk "Mahkota"). Halo putih mutiara ini membentang jutaan kilometer ke luar angkasa dan paling baik dilihat saat gerhana matahari total.

Korona menyajikan misteri ilmiah besar: suhunya melonjak hingga 1 hingga 3 juta derajat Celcius. Mengapa atmosfer jutaan derajat lebih panas daripada permukaannya? Ini seperti berjalan menjauh dari kompor tapi merasakan udara semakin panas, bukan semakin dingin.

Wahana antariksa NASA, Parker Solar Probe, saat ini sedang terbang melalui korona untuk memecahkan misteri ini.

3. Aktivitas Matahari

Matahari bukanlah bola cahaya yang diam dan tenang. Ia adalah bintang yang dinamis dan aktif.

3-1. Bintik Matahari dan Siklus 11 Tahun

Jumlah bintik matahari meningkat dan menurun dalam siklus teratur sekitar 11 tahun. Ini dikenal sebagai Siklus Matahari (Solar Cycle).

Selama "Maksimum Matahari," bintik matahari sangat banyak, dan suar matahari sering terjadi. Selama "Minimum Matahari," matahari bisa bersih tanpa bintik selama berhari-hari. Irama ini didorong oleh dinamo magnetik Matahari.

3-2. Suar Matahari dan CME

Terkadang, energi magnetik di dekat bintik matahari dilepaskan secara eksplosif. Ini disebut Suar Matahari (Solar Flare). Sebuah suar dapat melepaskan energi yang setara dengan jutaan bom hidrogen dalam hitungan menit.

Seringkali menyertai suar adalah Lontaran Massa Korona (CME), di mana miliaran ton plasma dilemparkan ke luar angkasa. Jika diarahkan ke Bumi, ini dapat menyebabkan badai geomagnetik.

3-3. Angin Matahari dan Aurora

Matahari terus-menerus memancarkan aliran partikel bermuatan yang disebut Angin Matahari. Bergerak dengan kecepatan sekitar 300 hingga 800 km per detik, angin ini menghantam medan magnet Bumi.

Ketika partikel-partikel ini terperangkap oleh magnetosfer Bumi dan diarahkan ke kutub, mereka berinteraksi dengan atmosfer kita untuk menciptakan **Aurora**. Di belahan bumi utara disebut Aurora Borealis, dan di selatan disebut Aurora Australis. Sayangnya, fenomena ini tidak dapat dilihat dari Indonesia karena kita berada di khatulistiwa, tetapi merupakan pemandangan menakjubkan di daerah kutub.

▶ Artikel Terkait: Apa itu Suar Matahari? Mekanisme dan Dampaknya Dijelaskan

4. Siklus Hidup Matahari

Seperti semua bintang, Matahari memiliki kelahiran dan pada akhirnya akan mengalami kematian.

4-1. Lahir hingga Sekarang

Sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, awan molekul raksasa runtuh akibat gravitasi untuk membentuk Matahari kita. Saat ini Matahari adalah bintang "Deret Utama", yang dengan stabil membakar hidrogen menjadi helium. Ia berada di sekitar separuh masa hidupnya.

4-2. Fase Raksasa Merah

Dalam sekitar 5 miliar tahun, bahan bakar hidrogen di inti akan habis. Inti akan menyusut, tetapi lapisan luar akan mengembang secara masif. Matahari akan menjadi Raksasa Merah (Red Giant).

Ukurannya akan tumbuh begitu besar hingga menelan Merkurius dan Venus, dan mungkin Bumi. Bahkan jika Bumi tidak tertelan, lautan akan menguap habis dan planet ini tidak akan bisa dihuni lagi.

4-3. Akhir yang Indah: Kerdil Putih

Setelah fase Raksasa Merah, Matahari akan melepaskan lapisan luarnya ke luar angkasa, menciptakan cangkang gas bercahaya yang indah yang disebut Nebula Planeter.

Apa yang tersisa dari intinya akan menjadi Kerdil Putih (White Dwarf). Ukurannya kira-kira sebesar Bumi tetapi sangat padat. Matahari tidak akan meledak sebagai supernova; massanya tidak cukup besar. Sebaliknya, ia akan perlahan meredup selama miliaran tahun.

5. Mitos Umum

5-1. "Matahari itu Terbakar"

Api membutuhkan oksigen. Tidak ada oksigen di luar angkasa untuk pembakaran. Matahari bersinar karena fusi nuklir (atom-atom yang bertabrakan dan menyatu), yang jauh lebih kuat daripada pembakaran kimia biasa.

5-2. "Matahari Berwarna Kuning"

Jika Anda melihat Matahari dari luar angkasa, warnanya akan terlihat putih. Tampak kuning atau oranye di Bumi karena atmosfer kita menyebarkan cahaya biru (hamburan Rayleigh), menyisakan warna-warna hangat untuk mencapai mata kita.

5-3. "Matahari Memiliki Permukaan Padat"

Anda tidak bisa berdiri di atas Matahari. Seluruhnya adalah plasma. "Permukaan" yang kita lihat (fotosfer) hanyalah lapisan di mana gas menjadi cukup transparan bagi cahaya untuk keluar.