Kromosfera dan Korona

Kromosfera

Dalam arah keluar Matahari dan meninggalkan fotosfera, kita masuki pula lapisan nipis dikenali sebagai kromosfera. Lapisan ini mempunyai ketebalam beberapa ribu km dan suhu yang berubah dari 4000 hingga 10 000 Kelvin. Disebabkan oleh ketumpatannya yang amat rendah, iaitu satu perjuta ketumpatan fotosfera, lapisan ini kelihatan hampir lutsinar dan tidak ketara di waktu siang. Walau macamana pun, ia dapat dicerapi semasa gerhana matahari dimana ia kelihatan seperti satu gegelang merah yang nipis mengelilingi Bulan.

Satu cara mengkaji kromosfera yang agak ringkas tanpa menunggu kedatangan gerhana matahari ialah dengan mencerap matahari dalam gelombang tertentu, iaitu berkaitan dengan hidrogen yang dipanggil "H alpha". Dalam gelombang ini, atom-atom hidrogen di lapisan kromosfera menyerap cahaya sinaran dari fotosfera and membebaskannya kearah keluar. Oleh yang demikian, dalam gelombang ni, fotosfera tidak nampak kelihatan, malahan kromosfera pula yang muncul dalam cerapan.

Satu prominen raksasa yang dicerapi oleh kapal-angkasa SOHO dalam tahun 2002. Kredit : SOHO/EIT (ESA/NASA)

Cara pencerapan ini menunjukkan bahawa lapisan kromosfera amat bergelora. Lapisan yang terluar sekali diliputi dengan berbagai puncak yang dipanggil "spicules", yang ujud dalam tempoh 10 minit sahaja. Ia adalah terdiri daripada gas yang dihembus keluar oleh kromosfera dengan kelajuan beberapa km se saat dan boleh mencapai ke tahap ketinggian beberapa ribu km.

Korona

Seterusnya kita sampai pula ke lapisan luar kromosfera yang berketebalan beberapa ribu km. Pada tahap ini suhu dengan cepatnya meningkat mencapai ketahap beberapa ratus ribu Kelvin. Lapisan ini dipanggil Korona. Lapisan ini mempunyai ketebalan yang selalu berubah, kadang kala mencapai ketahap satu juta km. Ia mempunyai ketumpatan lebih rendah dari kromosfera, iaitu satu per sepuluh billion ketumpatan fotosfera. Suhunya pula amat tinggi, mencapai ketahap beberapa juta Kelvin.

Satu daripada fenomena yang menakjubkan di lapisan korona ialah pembentukan prominen. Mereka berbentuk tiang raksasa, terdiri daripada gas yang kurang panas tetapi lebih tumpat dari korona yang terbentuk berdekatan dengan permukaan. Ia boleh menghembus mencapai ketahap ketinggian beberapa ribu km. Prominen yang lebih tenang pula menyerupai bentuk pintu gerbang raksasa dan boleh ujud dalam bentuk ini selama beberapa bulan. Yang lebih aktif pula kelihatan lebih menegak dan boleh bertukar rupa dalam tempoh beberapa minit sahaja. Prominen ini dapat dicerap melebihi sempadan cakera matahari, dalam bentuk hembusan api yang panjang. Dari pandangan hadapan, prominen di permukaan Matahari kelihatan seperti garisan membengkok yang lebih gelap dari persekitarannya. Dari pandangan ini pula ia dipanggil filamen.

Korona kadang-kadang digoncang dengan fenomena yang lebih ganas yang dipanggil nyala atau "solar flares". Dalam beberapa minit, satu kawasan kecil di bahagian dalaman korona menjadi panas sehingga mencapai ke tahap 5 juta Kelvin dan kekal dalam kedudukan ini sehingga 1 jam. Dalam tempoh ini, kawasan ini membebaskan tenaga yang amat kuat hampir serupa dengan jumlah tenaga matahari. Tambahan pula, letupan ini kadang-kadang ditemani dengan pecutan jisim korona. Beberapa billion tan bahan-bahan dibebaskan ke ruang antara planet dengan kelajuan beberapa ratus km se saat.

Kajian terperinci mengenai korona telah dapat dibuat dalam gelombang x-rays. Ini adalah disebabkan gas di lapisan korona mempunyai suhu yang mencapai ketahap beberapa juta Kelvin. Dalam gelombang inilah korona membebaskan banyak sinaran. Cerapan dalam gelombang ini cuma dapat dibuat dari angkasa lepas. Beberapa teleskop angkasa-lepas telah dilancarkan khas untuk tujuan ini, seperti Skylab Amerika dalam pertengahan tahun 1970an, satelit SMM dalam tahun 1980an dan kapal-angkasa SOHO Eropah dalam tahun 1995.

Pencerapan dalam gelombang x-ray menunjukkan bahawa sebaran gas dalam zon korona adalah tidak seragam. Mereka telah menentukan 2 jenis kawasan, iaitu kawasan aktif yang kelihatan cerah dalam gelombang x-ray yang juga menghadapi satu medan magnet yang kuat yang juga dijangka berkaitan dengan tompok-tompok matahari. Satu jenis kawasan yang lain dipanggil lubang korona yang tidak begitu cerah dimana suhu dan ketumpatannya juga kurang dari purata. Dari lubang korona inilah kebanyakan partikel-partikel dapat bebas meninggalkan matahari.

Angin Suria

Disebabkan suhu yang teramat tinggi di lapisan korona, kelajuan partikel-partikel amat tinggi sehingga sebahagiannya dapat bebas dari tarikan matahari. Dalam musim tenang pun, banyak elektron, proton dan partikel-partikel yang lain - lebih-kurang 2 juta ton partikel-partikel bebas dari matahari setiap saat dan masuk keruang antara planet. Dalam perjalanan keluar dari Matahari, korona menyerupai atmosfera yang menjadi semakin nipis dan berubah membentuk arus pergerakan partikel-partikel yang kita panggil angin suria. Disebabkan ketumpatan dan tekanan udara mengurang dengan meningkatnya kejauhan dari matahari, partikel-partikel ini bergerak semakin cepat sehingga melebihi kelajuan bunyi. Sesampai di Bumi, kelajuan ini mencapai ke tahap 500 km se saat, dengan ketumpatan 10 partikel se cm persegi.