Studi Matahari Kepler yang terabaikan dari abad ke-17 memecahkan misteri matahari modern

NAGOYA, Jepang — Matahari telah lama membingungkan para ilmuwan dengan perilaku siklusnya. Kini, sekelompok peneliti internasional telah menemukan petunjuk tak terduga tentang masa lalunya dalam tulisan seorang astronom abad ke-17. Studi mereka, yang diterbitkan dalam Surat Jurnal Astrofisikamenunjukkan bagaimana pengamatan Johannes Kepler menulis ulang pemahaman kita tentang siklus matahari.

Kebanyakan orang mengenal Kepler karena hukum gerak planetnya, tetapi sedikit yang menyadari bahwa ia juga merupakan pengamat awal bintik matahari. Bintik matahari adalah area gelap di permukaan Matahari yang disebabkan oleh aktivitas magnetik yang intens. Bintik matahari muncul dan menghilang dalam siklus, yang biasanya berlangsung sekitar 11 tahun. Siklus ini penting karena memengaruhi cuaca luar angkasa, yang dapat memengaruhi satelit, jaringan listrik, dan bahkan pola iklim di Bumi.

Selama ini, para ilmuwan percaya bahwa pengamatan bintik matahari yang andal baru dimulai pada tahun 1610 dengan ditemukannya teleskop. Namun, studi baru ini mengungkapkan bahwa Kepler telah melakukan pengamatan bintik matahari secara terperinci tiga tahun sebelumnya, yaitu pada tahun 1607, dengan menggunakan metode yang disebut kamera obscuraTeknik ini memproyeksikan citra Matahari melalui lubang kecil ke permukaan datar, sehingga memungkinkan pengamatan cakram Matahari secara aman.

Pengamatan Kepler penting karena membantu menentukan awal siklus matahari yang terjadi sebelum dimulainya era teleskopik yang terdokumentasi dengan baik. Siklus khusus ini sangat penting untuk memahami transisi antara aktivitas matahari biasa dan periode tidak biasa yang dikenal sebagai Minimum Maunderyang berlangsung sekitar tahun 1645 hingga 1715. Selama masa ini, bintik matahari sangat langka, dan beberapa ilmuwan percaya hal itu bertepatan dengan periode suhu global yang lebih dingin yang disebut Zaman Es Kecil.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Hisashi Hayakawa dari Universitas Nagoya di Jepang menganalisis dengan saksama teks dan gambar asli berbahasa Latin karya Kepler. Mereka menemukan bahwa Kepler telah mengamati sekelompok bintik matahari besar pada tanggal 28 Mei 1607. Dengan menghitung posisi bintik matahari ini di permukaan Matahari, para peneliti menentukan bahwa bintik itu kemungkinan merupakan bagian dari akhir siklus matahari, bukan awal dari siklus matahari yang baru.

“Karena catatan ini bukan pengamatan teleskopik, catatan ini hanya dibahas dalam konteks sejarah sains dan belum pernah digunakan untuk analisis kuantitatif siklus matahari pada abad ke-17,” kata Hayakawa. “Namun, ini adalah sketsa bintik matahari tertua yang pernah dibuat dengan pengamatan instrumental dan proyeksi.”

Studi ini juga menyoroti perdebatan seputar durasi siklus matahari selama periode ini. Beberapa rekonstruksi berdasarkan data lingkaran pohon menunjukkan siklus matahari yang sangat pendek atau panjang sekitar waktu ini. Namun, pengamatan Kepler mendukung gagasan bahwa siklus matahari beroperasi secara normal pada awal tahun 1600-an, dengan transisi ke Minimum Maunder terjadi lebih bertahap daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Thomas Teague, pengamat WDC SILSO dan anggota tim peneliti, menjelaskan kata demi kata: “Ini menunjukkan transisi khas dari siklus matahari sebelumnya ke siklus berikutnya, sesuai dengan hukum Spörer,” mengacu pada astronom Jerman Gustav Spörer yang menggambarkan migrasi bintik matahari dari lintang yang lebih tinggi ke lintang yang lebih rendah selama siklus matahari.

Studi ini menyoroti nilai pengamatan astronomi historis. Meskipun Kepler tidak memiliki teleskop, catatannya yang cermat memberikan titik data berharga yang membantu mengisi kesenjangan dalam pemahaman kita tentang aktivitas matahari. Hal ini menggarisbawahi pentingnya melestarikan dan mempelajari dokumen ilmiah historis, karena dokumen tersebut mungkin berisi informasi yang terlewatkan yang dapat menjadi dasar penelitian terkini.

“Seperti yang dikatakan salah satu kolega saya, sangat menarik melihat catatan peninggalan tokoh sejarah menyampaikan implikasi ilmiah yang krusial bagi ilmuwan modern bahkan berabad-abad kemudian. Saya ragu jika mereka dapat membayangkan catatan mereka akan bermanfaat bagi komunitas ilmiah jauh di kemudian hari, jauh setelah kematian mereka,” kata Sabrina Bechet, seorang peneliti di Observatorium Kerajaan Belgia. “Kita masih memiliki banyak hal untuk dipelajari dari tokoh-tokoh sejarah ini, selain dari sejarah sains itu sendiri. Dalam kasus Kepler, kita berdiri di atas bahu seorang ilmuwan besar.”

Saat kita menghadapi tantangan perubahan iklim saat ini, memahami aktivitas matahari di masa lalu dan potensi dampaknya terhadap iklim Bumi menjadi semakin penting. Meskipun hubungan antara siklus matahari dan iklim rumit dan masih diperdebatkan, penelitian seperti ini memberikan bagian penting dari teka-teki tersebut. Dengan lebih memahami perilaku matahari di masa lalu, para ilmuwan dapat meningkatkan model aktivitas matahari dan potensi dampaknya terhadap planet kita di masa mendatang.