Alasan Ilmiah Bahaya Menatap Gerhana Matahari

Graphics shows the solar eclipse lasting for over six minutes on July 22, according to the Chinese Academy of Sciences Purple Mountain Observatory.

Gerhana Matahari pada tanggal 22 Juli 2009 konon disebut-sebut oleh para astronomom sebagai Gerhana Matahari Total terpanjang di Abad 21 dengan periode gerhana matahari total selama 6 menit 39 detik. Ini berarti selama lebih 91 tahun yang akan datang, bumi tidak pernah akan mengalami Gerhana Matahari Total dengan durasi lebih dari 6 menit. Itu hasil perhitungan ilmuwan dan angka 6 menit 39 detik sudah dihitung oleh para astronom jauh hari. Dan daerah yang menjadi pusat pengamatan istimewa “kegelapan di siang hari” adalah kota Shanghai – China dan pulau-pulau di bagian selatan Jepang. Dengan alasan ini pula, para ilmuwan hingga observer amatiran dari berbagai penjuru dunia “rela” berekreasi ke Shanghai-China hanya melihat 6 menit momen “kegelapan di siang hari“.

Setidaknya ada dua alasan umum mengapa mereka begitu antusias melihat fenomena alam yang satu ini. Pertama, karena durasi gerhana matahari total kali ini sangat lama, maka kesempatan melihat peristiwa ini merupakan momen yang hanya dapat dilihat sekali seumur hidup (asumsi usia manusia kurang dari 100 tahun). Kedua, terutama bagi para saintis, momentum gerhana matahari total dapat dijadikan sumber data “membongkar rahasia matahari”, terutama struktur matahari, ledakan serta fenomena temperatur matahari.

Untuk melihat fenomena gerhana matahari total, mata kita tidaklah boleh menatap langsung ke arah matahari yang tertutup bulan. Itulah yang disampaikan dalam buku-buku pengetahuan alam dari SD hingga SMA. Meskipun, pada siang hari bolong terjadi suasana “malam” hari karena cahaya matahari tertutup oleh bulan, namun justru “kegelapan dalam siang hari” yang dapat membuat mata kita celaka. Mengapa?

Alasan Ilmiah Bahaya Menatap Gerhana Matahari Secara Langsung

Bagi astronom terutama pengamat bintang, fenomena gerhana matahari menjadi fenomena astronomi yang spektakuler. Namun ini bukan berarti masyarakat awam (amatiran) tidak memiliki hasrat yang besar untuk menyaksikan fenomena alam ini, karena mereka ingin mengalami secara langsung maupun untuk mendokumentasikan fenomena langka ini.

Graphics shows five highlights of the total solar eclipse recommended by the astronomers on July 21, 2009.

Gambar di atas menunjukan seorang pria China sedang menggunakan kacamata “gerhana matahari”. Kacamata “gerhana matahari” ini didesain khusus untuk mengurangi penyerapan (absorspi) energi cahaya matahari masuk ke mata.  Atau dengan bahasa sederhana, kacamata “gerhana matahari” merupakan pelindung mata. Tentunya, kita tidak perlu menggunakan kacamata “gerhana matahari” untuk melihat gerhana bulan. Karena secara ilmiah, adalah aman untuk menatap langsung gerhana bulan pada malam hari.

Mengapa Bahaya?

Berdasarkan penjelasan Prof B. Ralph Chou, bahwa meskipun 99% cahaya matahari terlindung oleh bulan pada peristiwa gerhana matarahari sehingga wilayah umbra bumi menjadi gelap (seperti malam), namun tetap ada cahaya radiasi dari matahari yang sampai ke bumi, dan sampai ke mata (jika kita langsung menatap dengan mata telanjang). Dan perlu diingat, cahaya matahari terdiri dari berbagai gelombang sinar baik dari sinar tampak (pelangi : me-ji-ku-hi-bi-ni-u) maupun sinar tidak tampak seperti UV yang berenergi dan berfrekuensi tinggi (panjang gelombang 290 nm) hingga sinar cahaya dengan gelombang radio yang berenergi dan berfrekuensi rendah (panjang gelombang beberapa meter) .

A Total eclipse in the umbra.
B Annular eclipse in the antumbra.
C Partial eclipse in the penumbra

Pada organ mata,sinar cahaya UV dengan panjang gelombang sekitar 380 nm akan langsung ditransmisikan ke retina (bagian belakang organ mata yang sensitif). Dan berdasarkan fisiologi struktur mata, cahaya radiasi UV merupakan penyebab terjadinya reaksi kimia yang mempercepat penuaan lapisan mata yang akan membuat katarak atau dalam kondisi menatap langsung gerhana matahari dapat menyebabkan “retina terpanggang”.

Besarnya intensitas sinar UV yang menempus ke retina menyebabkan kerusakan pada sel batang (rod cell) dan kerucut (cone cell) pada mata. Cahaya matahari (khusus komponen UV) menjadi pemicu serangkaian reaksi kimia pada sel-sel mata yang mana akan merusak kemampuan sel tersebut merespons objek visual. Dan dalam intensitas yang besar dan lama, akan menyebabkan kerusakan parah pada sel mata. Yang pada akhirnya akan menyebabkan mata mengalami buta sementara atau bahkan buta “abadi” (maksudnya tidak bisa disembuhkan).

Bagaimana Cahaya Sampai ke Retina?

Seperti yang kita pelajari di waktu bangku sekolah, pupil manusia memiliki fungsi yang serupa dengan diafragma pada kamera. Pupil dapat melebar atau menyempit tergantung jumlah cahaya yang memasuki mata. Pada suasana gelap, diameter pupil membesar sampai 8 mm untuk mengumpulkan cahaya yang cukup. Di siang hari yang terik, diameternya menyusut hingga 2 mm, bahkan mampu mengecil sampai sekitar 1,5 mm jika berhadapan dengan cahaya yang menyilaukan. Membesar atau menyusutnya ukuran pupil mata sangat tergantung resons saraf atas kondisi visual yang terlihat (tidak termasuk sinar tidak tampak seperti Infrared, X, UV, TV, Radio atau gamma). Sehingga dalam berbagai kasus, kita sering mendengar bahwa sinar infrared atau gelombang sinar X tidak boleh langsung kena mata, karena dapat menyebabkan katarak dan kebutaan.

Begitu juga dalam kasus Gerhana Matahari. Syaraf kita penglihatan melihat seolah-olah gelapnya dunia karena gerhana matahari berarti tidak ada sinar matahari yang mencapai kebumi. Padahal dengan ukuran yang sangat besar dari matahari pada saat gerhana matahari tidak total, maka ada sejumlah sinar yang sampai ke bumi yang tidak bisa dideteksi oleh mata. Ini mirip kita mencoba melihat sinar gelombang Infrared pada HP ketika transmisi data antar dua HP. Dalam hal ini, ada keterbatasan secara fisik pupil mata kita dalam pengaturan cahaya. Secara hitungan kasar, cahaya langsung dari matahari harus dilemahkan antara 10.000 hingga 50.000 kali agar aman  bagi mata. Sehingga secara otomatis, pada siang hari bolong, kita akan cenderung menghindari menatap matahari secara langsung dan sebaliknya pada kondisi gelap (malam), pupil kita akan membuka selebar mungkin.

Perilaku pupil mata manusia pada malam hari ternyata sama ketika terjadi gerhana matahari. Pada saat gerhana, pancaran cahaya matahari terhalang sebagian oleh bulan sehingga bumi menjadi gelap (masuk wilayah umbra-penumbra) , dan sehingga reaksi pupil mata secara alami membesar. Dan di saat orang menatap langsung ke matahari yang terlindung oleh bulan, pupil mata tidak bereaksi secara signfikan, padahal radiasi sinar-sinar UV tetap menempus ke bumi, menempus ke retina mata, yang sedang merusak sel batang dan kerucut mata.

Kefatalan akan terjadi bila kita sering atau dengan durasi lama menatap secara langsung ke matahari, karena pada saat itu bukan sinar tampak saja yang menembus mata, tetapi sinar-sinar berbahaya seperti UV tetap menerobos masuk menghasilkan reaksi kimia yang merusak sel mata.  Belum lagi, gelombang sinar inframerah (infrared) yang terkandung dalam sinar matahari turut “memanggang” (fotokoagulasi) sel batang dan kerucut.

Pengecualian

Setiap terjadinya gerhana matahari total, umumnya selalu ada fase gerhana matahari cincin, sabit,  dan gerhana matahari sebagian. Satu-satunya jenis gerhana pengecualian yang mana mata boleh secara langsung menatap ke gerhana matahari adalah pada fase gerhana matahari total yakni ketika sinar matahari benar-benar tertutup oleh bulan (100%). Namun periode ini sangat singkat dan memang jarang terjadi. Umumnya yang terjadi adalah gerhana matahari cincin, sabit atau setengah.  Dan yang paling berbahaya adalah menatap langsung gerhana matahari yang setengah atau cincin. Bahkan seperti pada bagian penjelasan sebelumnya, meskipun 99% permukaan matahari (fotosfer) tertutup oleh Bulan, kondisi ini tetap sangat berbahaya bagi mata jika kita menatap gerhana tanpa alat khusus.

Agar dapat melihat fenomena gerhana matahari, sudah banyak caranya. Salah satunya dengan menggunakan kacamata khusus seperti gambar di atas. Cara lain adalah melihat fenomena gerhana matahari tersebut diatas bayangan air (baik di kolam maupun di wajan). Atau membuat layar gelap di sebuah ruang (kotak) agar gerhana matahari tertangkap dilayar, dan kita melihatnya secara tidak langsung.