26
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Metode dan Desain Penelitian 3.1.1 Metode penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi kasus mempergunakan data semburan radio Matahari tipe II yang berkaitan dengan CME dan flare untuk diujinya secara temporal. Setelah terbukti bahwa ketiga peristiwa tersebut berkaitan secara temporal, selanjutnya melakukan pengujian secara kinematis. Untuk memudahkan analisis, dipilih data untuk nilai-nilai ekstrem pada setiap komponennya. Pada data semburan radio Matahari tipe II, dipilih data semburan radio Matahari tipe II yang sinyalnya tampak jelas. Parameter yang diperoleh dari data semburan radio Matahari tipe II adalah waktu awal kemunculan dan waktu akhir semburan radio, serta frekuensi awal dan frekuensi akhir sinyal semburan radio Matahari tipe II (MHz). Parameter yang diperoleh dari data CME adalah waktu kejadian (UT), ketinggian awal CME (Rs), posisi (deg), kecepatan linear CME (km/detik), percepatan (m/detik2), massa (gram) dan energi kinetik (erg). Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah waktu kejadian (UT), kecepatan linear CME (km/detik) dan ketinggian awal CME.
27
Sedangkan parameter yang diperoleh dari data flare meliputi waktu awal kemunculan flare (UT), waktu puncak flare (UT), waktu berakhirnya flare (UT), lokasi daerah aktif di Matahari, kelas flare dan intensitas sinar-X yang dipancarkan (W/m2). Untuk pertimbangan perbandingan energi yang dilepaskan, data flare yang digunakan adalah data flare untuk semua kelas flare yang berkaitan dengan kejadian semburan radio Matahari tipe II. Selanjutnya semua informasi semburan radio Matahari tipe II, CME dan flare tersebut dipadukan untuk mengetahui keterkaitan antara semburan radio Matahari tipe II, CME dan flare pada tahun 2009 - 2010. 3.1.2 Desain penelitian Penelitian ini dilakukan di Stasiun Pengamat Dirgantara (SPD), LAPAN Tanjungsari, Sumedang, sedangkan pengolahan data dilakukan penulis di Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), Bandung. Desain penelitian dapat diuraikan di dalam diagram alur penelitian seperti pada gambar 3.1.
28
29
Semburan Radio Matahari tipe II
CME
Waktu Frekuensi kemunculan semburan radio tipe II Ketinggian awal Selisih frekuensi
Pergeseran frekuensi
Ketinggian awal CME
Flare
Waktu kemunculan CME
Klasifikasi
Waktu kemunculan flare
Energi
Selisih ketinggian semburan radio tipe II dengan CME
Laju penurunan frekuensi
Selisih waktu kemunculan semburan radio Matahari tipe II dengan CME
Kelas Flare
Intensitas sinar-X dari Flare Energi kinetik shock CME ekivalen
Kecepatan shock-CME N Keterkaitan semburan radio Matahari tipe II dengan CME
Keterkaitan semburan radio Matahari tipe II, CME dan flare
Gambar 3.1. Diagram Alur Penelitian
Keterkaitan shockCME dengan flare
30
3.2 Peralatan Lapangan yang Digunakan Data semburan radio Matahari tipe II diperoleh dari hasil pengamatan pada tahun 2009 - 2010. Peralatan yang digunakan untuk pengamatan semburan radio Matahari tipe II adalah spektrograf radio seperti (gambar 3.2). LAPAN Bandung menggunakan spektrograf model SN4000 yang beroperasi pada rentang frekuensi 57 - 1800 MHz (pita B, C dan D). Untuk data CME diperoleh dengan cara mengunduh dari situs (http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/index.html) dan data flare diperoleh
dengan
cara
mengunduh
dari
situs
(http://www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/ftpsolarflares.html).
Gambar 3.2. Peralatan monitoring aktivitas Matahari spektrograf radio (kiri) dan Spektrograf radio18 MHz-1800MHz (kanan) (Sumber: Stasiun Pengamat Dirgantara Tanjungsari - LAPAN) 3.3 Tahapan Penelitian 3.3.1 Persiapan Objek dalam penelitian ini adalah semburan radio Matahari tipe II, CME, dan flare. Tahapan awal dari penelitian ini yaitu dengan melakukan studi literatur objek yang diteliti.
31
3.3.2 Pengambilan data Tabel 3.1. Pengambilan Data Data
Sumber Data
Semburan
1 Hasil pengamatan Matahari di stasiun pengamat dirgantara (SPD) Tanjungsari Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa (LAPAN)
Radio Matahari Tipe
1. Culgoora Observatory Australia
II
http://www.ips.gov.au 1. Hasil pengamatan dengan instrumen Large Angle Spectrometric Coronagraph
CME
(LASCO)
yang
dipasang
pada
satelit
Solar
and
Heliospheric Observatory (SOHO) dan tersedia pada SOHO LASCO CME katalog (http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/index.html) 1.
Flare
National Geophysical Data Center (NGDC) untuk kejadian yang berkaitan dengan semburan radio tipe II dan CME. (http://www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/ftpsolarflares.html)
3.3.3 Pengolahan data Pengolahan data dalam penelitian ini dibagi menjadi tiga bagian, yaitu: a.
Pengolahan data semburan radio Matahari tipe II Parameter yang diperoleh dari data semburan radio Matahari tipe II adalah waktu awal kemunculan dan waktu akhir semburan radio (UT), serta frekuensi awal dan akhir sinyal semburan radio Matahari tipe II (MHz). Dari data frekuensi dapat diperoleh informasi mengenai ketinggian awal semburan radio Matahari tipe II dalam satuan jejari Matahari (Rs), dengan menggunakan persamaan (Newkirk:1961): …………..……………… (3.1)
Hrb : Ketinggian semburan radio Matahari tipe II N merupakan kerapatan elektron di korona
32
………………………..(3.2) Kerapatan elektron di korona berbeda untuk keadaan Matahari tenang dan Matahari aktif. Newkirk (1961) menetapkan nilai N0 = 4,2 x 104 untuk kondisi Matahari tenang. Pada kondisi aktif, kerapatan plasma korona ini meningkat dengan faktor hampir 2 kali lipat. Caroubalos et al (2004), mengemukakan konstanta N0 sebesar 8,3 x 104 untuk kondisi Matahari aktif. Selain itu juga dari data frekuensi awal dan frekuensi akhir dapat diperoleh data mengenai selisih frekuensi dan selanjutnya dibandingkan dengan selisih waktu awal dan akhir semburan radio sehingga diperoleh informasi mengenai pergeseran frekuensi atau laju penurunan frekuensi tiap menit (MHz/menit). b.
Pengolahan data CME Data awal yang diperoleh berupa waktu kejadian (UT), ketinggian awal CME (Rs), posisi (deg), kecepatan linear CME (km/detik), percepatan (m/detik2), massa (gram) dan energi kinetik (erg). Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah waktu kejadian CME (UT), ketinggian awal CME (Rs) dan kecepatan linear CME (km/detik). Dengan membandingkan ketinggian awal CME dan ketinggian awal semburan radio Matahari tipe II serta waktu kemunculan CME dengan waktu kemunculan semburan radio Matahari tipe II maka diperoleh selisih ketinggian dan selisih waktu keduanya. Setelah diketahui perbandingan antara selisih ketinggian semburan radio Matahari tipe II dengan CME dan selisih waktu kemunculan antara semburan radio Matahari tipe II dengan CME, maka diperoleh kecepatan shock-CME (km/detik). Jika diketahui kecepatan shock-CME selanjutnya akan diketahui
33
energi kinetik ekivalen shock-CME yang diturunkan dari kecepatan shockCME dengan kerapatan elektron untuk ketinggian awal gelombang kejut. c.
Pengolahan data flare Data awal flare diperoleh waktu awal kemunculan flare, waktu maksimum, waktu berakhirnya flare, posisi daerah aktif di Matahari, Intensitas sinar-X yang dipancarkan dan klasifikasinya (kelas flare). Data yang digunakan adalah waktu kemunculan flare, intensitas sinar-X yang dipancarkan (W/m2) dan klasifikasi flare. Klasifikasi flare ini didasarkan pada banyaknya fluks gelombang elektromagnet yang sampai ke Bumi. Tingkat fluks ini akan sebanding dengan kekuatan flare dan akan sebanding dengan tingkat energi yang dipancarkan oleh flare.
3.4 Analisis dan Interpretasi 3.4.1 Analisis keterkaitan semburan radio matahari dan CME secara temporal Untuk mengetahui hubungan antara semburan radio Matahari tipe II dan CME secara temporal dilakukan dengan cara membuat rajah posisi (ketinggian) sumber semburan radio Matahari tipe II dalam satuan jejari Matahari (R/Rs) terhadap waktu (UT) yang digabungkan dengan data posisi gerakan CME dari deteksi LASCO. Jika dari hasil rajah data tersebut menunjukan adanya kesinambungan antara semburan radio Matahari tipe II dengan CME, hal ini dapat berarti bahwa semburan radio Matahari benar-benar berkaitan dengan CME secara temporal. Setelah diketahui adanya keterkaitan secara temporal antara semburan
34
radio Matahari tipe II dengan CME selanjutnya dilakukan analisis kinematis terhadap data peristiwa tersebut.
3.4.2 Analisis keterkaitan semburan radio matahari tipe II dengan CME Untuk mengetahui keterkaitan semburan radio Matahari tipe II dengan CME dibandingkan kecepatan shock-CME dengan laju penurunan frekuensi semburan radio Matahari tipe II agar dapat dilihat kesesuaiannya. Jika terdapat kesesuaian antara kedua kecepatan ini, berarti kecepatan shock-CME kemungkinan besar merupakan proses fisis yang direpresentasikan oleh sinyal semburan radio tipe II.
3.4.3 Analisis keterkaitan CME dengan flare Untuk melakukan analisis keterkaitan antara CME dengan flare, digunakan pendekatan perbandingan energi, yaitu dengan membandingkan energi kinetik ekivalen
shock-CME
dan
klasifikasi
kelas
flare untuk dapat
melihat
kesesuaiannya. Hal ini dikarenakan klasifikasi flare didasarkan pada banyaknya fluks gelombang elektromagnet. Tingkat fluks ini akan sebanding dengan kekuatan flare dan sebanding juga dengan tingkat energi yang dipancarkan oleh flare.
3.4.4 Analisis keterkaitan semburan radio matahari tipe II, CME dan flare Analisis ini dilakukan dengan memadukan hasil analisis dari keterkaitan antara semburan radio Matahari tipe II dengan CME dan keterkaitan antara CME dengan flare untuk mengetahui keterkaitan antara semburan radio Matahari tipe II, CME, dan flare dengan menggunakan pendekatan kinematis antara tahun 2009 –
35
2010. Keterpaduan analisis semuanya ini untuk mendapatkan informasi yang lebih akurat.
