Permukaan Matahari yang terlihat sebenarnya ditentukan oleh kekacauan.

Menara-menara panas raksasa melonjak naik dari dalam perut Matahari, menyebar ke luar, mendingin, lalu jatuh kembali di tepian sel-sel konveksi yang ukurannya kira-kira sebesar Texas.

Teleskop surya paling kuat di Bumi, Teleskop Daniel K. Inouye milik NSF yang terletak di Hawaii, sudah mengubah pemahaman kita tentang Matahari secara drastis.

Sekarang, teleskop ini membuat lompatan besar lagi. Dalam gambar-gambar Matahari dengan resolusi tertinggi yang pernah direkam, Inouye mengungkap lanskap tersembunyi berupa pusaran-pusaran kecil yang berputar-putar di sepanjang batas magnetik Matahari.

https://cdn.jwplayer.com/players/Pd6ENV7n-JAWT933F.html

Fenomena ini dikenal sebagai ketidakstabilan Kelvin-Helmholtz (Kelvin-Helmholtz instabilities, KHI). Keberadaannya sudah diprediksi oleh teori selama puluhan tahun, tapi belum pernah benar-benar teramati di Matahari sebelumnya.

Pengamatan baru ini bukan sekadar konfirmasi teori—tetapi juga menunjukkan bahwa KHI bukanlah gangguan yang terisolasi, melainkan fitur yang hampir ada di mana-mana di permukaan surya.

“Kami benar-benar terpukau oleh jumlah detail skala kecil dan aktivitas dinamis yang terlihat di gambar resolusi tinggi ini,” kata fisikawan surya David Kuridze dari US National Solar Observatory kepada ScienceAlert.

“Yang paling mengejutkan adalah betapa banyak peristiwa KHI yang kami temukan. Melihat betapa meratanya mereka tersebar di seluruh permukaan magnetik adalah sesuatu yang benar-benar tidak kami duga sama sekali.”

Ketidakstabilan Kelvin-Helmholtz adalah pola menyerupai spiral yang terbentuk di perbatasan antara dua fluida yang saling bergesekan, seperti gelombang laut atau formasi awan tertentu.

Karena plasma Matahari sangat bergolak, para ilmuwan sudah menduga KHI juga akan muncul di sana, tapi instrumen dan pengamatan sebelumnya tidak punya resolusi yang cukup untuk melihatnya.

Hal itu berubah dengan Inouye. Pada April 2025, teleskop ini diarahkan untuk menatap sebuah daerah yang aktif secara magnetik tak jauh dari bintik Matahari, merekam selang waktu dari plasma surya yang sedang bergolak.

“Setiap penemuan besar tentang Matahari menambahkan sepotong kecil lagi ke teka-teki yang sangat besar, dan Matahari tidak pernah kehabisan misteri yang belum terpecahkan.”

Fisikawan surya Friedrich Wöger, National Solar Observatory

Ketika para peneliti mendapatkan datanya dan mulai memprosesnya, mereka langsung mengenali bahwa mereka sedang melihat tanda-tanda khas pusaran KHI—tapi itu baru bagian termudah dari prosesnya.

“Memberikan bukti bahwa ‘apa yang terlihat, berjalan, dan bersuara seperti bebek benar-benar seekor bebek’ itu jauh lebih sulit, dan hanya bisa dicapai dengan data resolusi spasial tertinggi dari permukaan surya yang pernah direkam, serta simulasi komputer numerik paling lengkap dan rinci yang pernah dilakukan (khusus untuk tujuan ini),” kata fisikawan surya Friedrich Wöger dari National Solar Observatory kepada ScienceAlert.

“Ini adalah momen yang sangat mendebarkan karena implikasinya bisa sangat luas.”

Kerja keras yang teliti ini memang menunjukkan bahwa pusaran-pusaran kecil yang terus berevolusi di plasma surya adalah KHI—tapi temuan ini juga melangkah lebih jauh.

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pusaran-pusaran ini nyaris selalu hadir di perbatasan antara struktur magnetik dan konveksi yang bergolak di sekitarnya. Mereka terus muncul ke mana pun tim peneliti memandang, terbentuk saat plasma yang bergerak cepat meluncur melewati plasma yang lebih lambat di batas-batas magnetik.

Simulasi yang menyertainya menghasilkan perilaku yang sama, menunjukkan bahwa ketidakstabilan ini adalah fitur umum dari antarmuka magnetik tersebut, bukan sekadar kejadian langka dan terlokalisasi.

“Kejutan sebenarnya adalah melihat betapa meratanya KHI di seluruh permukaan,” kata Kuridze.

“Untuk menghasilkannya di sistem fisik nyata, kamu membutuhkan keseimbangan yang luar biasa peka antara gaya-gaya fisik yang saling bersaing. Jadi menemukan bahwa persyaratan ketat ini terpenuhi hampir di mana-mana di batas elemen magnetik sungguh menakjubkan.”

Implikasinya jauh melampaui sekadar mengetahui adanya pusaran-pusaran cantik di Matahari.

Jika KHI memang tersebar begitu luas di permukaan Matahari, mereka bisa memengaruhi aliran energi melalui atmosfer surya hampir di mana-mana—mencampur plasma dan medan magnet saat mereka berputar dan pecah.

Memahami proses skala kecil itu adalah langkah penting untuk menjelaskan misteri yang lebih besar, seperti mengapa atmosfer luar Matahari sangat panas secara tak terduga, dan apa yang memicu letusan-letusan dahsyat yang mengendalikan cuaca antariksa.

“Masyarakat modern bergantung pada teknologi yang rentan terhadap cuaca antariksa. Untuk memahami lebih baik dan akhirnya dapat memprediksi perilaku Matahari yang paling mengganggu, kita harus mengerti dulu proses-proses fisik kecil yang menggerakkannya,” kata Wöger.

“Penemuan ini mengungkap salah satu proses itu untuk pertama kalinya dengan tingkat detail yang belum pernah kita lihat sebelumnya.”

Terkait: Perjalanan Terpanjang Sinar Matahari Terjadi Sebelum Ia Meninggalkan Matahari

Bahkan setelah berabad-abad mempelajari bintang terdekat kita, semakin tajam pandangan kita, semakin rumit Matahari terlihat.

Inouye adalah salah satu alat terbaik kita sejauh ini untuk membuka rahasia yang mengintai di permukaannya yang membara.

“Penemuan ini hanyalah satu potongan penting dari gambaran yang jauh lebih besar, baik itu asal-usul dan evolusi peristiwa cuaca antariksa hingga cara kerja Matahari itu sendiri,” kata Wöger kepada ScienceAlert.

“Setiap penemuan besar tentang Matahari menambahkan sepotong kecil lagi ke teka-teki yang sangat besar, dan Matahari tidak pernah kehabisan misteri yang belum terpecahkan.”

Temuan ini telah dirinci di Nature.