Matahari telah menyinari Bumi selama sekitar 4,6 miliar tahun dan belum akan berhenti dalam waktu dekat. Sumber cahayanya bukan pembakaran seperti api di Bumi, melainkan fusi nuklir di bagian inti. Reaksi ini mengubah hidrogen menjadi helium dan melepaskan energi dalam jumlah besar.
Peneliti Ahli Madya Pusat Riset Antariksa Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Rasdewita Kesumaningrum, menjelaskan bahwa Matahari merupakan bola plasma, yaitu materi berupa gas terionisasi yang tersusun atas partikel bermuatan. Suhu dan tekanan ekstrem di dalamnya memungkinkan reaksi nuklir berlangsung terus-menerus.
Perbedaan mendasar itu menjawab mengapa Matahari dapat bertahan jauh lebih lama daripada sumber energi kimia. Api biasa membutuhkan oksigen, sedangkan fusi nuklir tidak. Selama masih tersedia bahan bakar di inti, Matahari terus menghasilkan energi yang kemudian dipancarkan ke ruang angkasa.
Fusi nuklir menjadi sumber energi Matahari
Sebagian besar massa Matahari terdiri atas hidrogen dan helium. Hidrogen menyusun sekitar 73–74 persen massanya, sementara helium mencapai 24–25 persen. Sisanya berupa unsur yang lebih berat, antara lain oksigen, karbon, besi, nitrogen, dan silikon.
Di inti Matahari, yang suhunya mencapai sekitar 15 juta derajat Celsius, inti-inti atom hidrogen mengalami rangkaian reaksi hingga membentuk helium. Dalam proses tersebut, sebagian kecil massa berubah menjadi energi. Energi inilah yang menghasilkan panas dan cahaya yang pada akhirnya dapat mencapai Bumi.
Karena itu, ungkapan bahwa Matahari “terbakar” tidak tepat jika dimaknai sebagai pembakaran kayu atau bahan bakar. Pada pembakaran biasa, atom bereaksi secara kimia dengan oksigen. Di Matahari, perubahan terjadi pada inti atom melalui fusi nuklir. Matahari tidak memerlukan oksigen untuk mempertahankan sinarnya.
Fusi juga membuat Matahari kehilangan sebagian massa. Sumber lain memperkirakan sekitar 4,26 juta ton massa Matahari berubah menjadi energi setiap detik. Angka itu terdengar sangat besar, tetapi amat kecil jika dibandingkan dengan massa Matahari secara keseluruhan, sekitar 333.000 kali massa Bumi.
Perjalanan energi dari inti hingga permukaan
Energi yang terbentuk di inti tidak langsung keluar sebagai cahaya. Mula-mula, energi melewati zona radiatif, tempat foton berulang kali berinteraksi dengan materi. Perpindahan melalui lapisan ini berlangsung sangat lambat sebelum energi mencapai bagian luar Matahari.
Berikutnya, energi bergerak melalui zona konvektif. Plasma panas naik ke arah permukaan, sementara materi yang lebih dingin bergerak turun. Sirkulasi ini membantu membawa energi mendekati lapisan terluar.
Cahaya akhirnya dilepaskan melalui fotosfer, lapisan yang tampak sebagai permukaan Matahari ketika diamati dari Bumi. Suhunya sekitar 5.500 derajat Celsius. Sebagian radiasi yang dipancarkan dari lapisan ini mencapai Bumi, memberi kehangatan dan menjadi salah satu penopang kehidupan.
Namun, energi dari Matahari bukan satu-satunya faktor yang menjaga kestabilannya. Ada pula tarik-menarik antara gravitasi dan tekanan dari bagian dalam. Gravitasi berusaha menarik materi ke pusat, sementara tekanan yang dihasilkan energi mendorong materi ke luar.
Keseimbangan gravitasi menjaga Matahari tetap stabil
Keseimbangan antara dua gaya itu kerap digambarkan sebagai “tarik tambang” kosmik. Selama tekanan ke luar dan tarikan gravitasi ke dalam tetap seimbang, Matahari tidak runtuh ke intinya sendiri maupun meledak dan tercerai-berai. Keseimbangan dinamis ini membuat bintang tersebut mampu mempertahankan bentuknya.
Cadangan hidrogen Matahari sangat besar, tetapi tidak tak terbatas. Para astronom memperkirakan fusi di inti akan berlangsung sekitar lima miliar tahun lagi. Setelah hidrogen di inti menipis, struktur dan perjalanan hidup Matahari akan berubah; dalam perkiraan sekitar lima miliar tahun, bintang ini memasuki fase raksasa merah.
Memahami cara Matahari menghasilkan dan melepaskan energi juga penting bagi kehidupan sehari-hari. Energinya memengaruhi suhu Bumi, sirkulasi atmosfer dan samudra, serta pola cuaca jangka panjang. Aktivitas Matahari pun dapat memengaruhi lingkungan antariksa dan berpotensi mengganggu teknologi yang bergantung pada satelit maupun sistem komunikasi.
Karena itu, penelitian Matahari bukan hanya upaya menjelaskan mengapa bintang terdekat dengan Bumi tetap bersinar selama miliaran tahun. Pengetahuan tentang aktivitasnya membantu ilmuwan memahami cuaca antariksa dan mempersiapkan diri menghadapi dampaknya. Semakin baik proses tersebut dipahami, semakin siap pula manusia menjaga sistem teknologi yang beroperasi di ruang angkasa.
About the Author
