Top 10 khám phá về mặt trời từ vũ trụ bạn nên biết

Vào tháng 2 năm 2020, Đài quan sát năng lượng mặt trời của NASA (SDO) đã kỷ niệm 10 năm hoạt động trong không gian. Trong mười năm qua; SDO đã quan sát mặt trời; nghiên cứu cách mặt trời hoạt động và điều hướng thời tiết không gian trong toàn bộ hệ mặt trời (bao gồm cả Trái đất).

Kể từ khi ra mắt vào ngày 11 tháng 2 năm 2010; SDO đã thu thập hàng triệu bức ảnh khoa học về các ngôi sao gần chúng ta nhất; cung cấp cho các nhà khoa học những góc nhìn mới về các hoạt động. Các phép đo mặt trời của SDO; từ bên trong đến khí quyển; từ trường và năng lượng được tạo ra; cung cấp cho chúng ta rất nhiều kiến ​​thức về mặt trời. Những bức ảnh của SDO đã trở thành biểu tượng; và nếu bạn nhìn thấy cận cảnh Mặt trời, nó gần giống như của SDO. Hoạt động của SDO trong không gian cho phép nó quan sát gần như toàn bộ chu kỳ 11 năm của hoạt động mặt trời. Dưới đây là một số thông tin tốt nhất về hiệu suất của SDO trong những năm qua.

Những vầng lửa tuyệt vời

SDO nhìn thấy vô số ngọn lửa kinh hoàng; những chùm plasma khổng lồ phóng ra từ bề mặt của nó. Nhiều ngọn lửa trong số này đã trở thành hình ảnh biểu tượng về cường độ của mặt trời. Trong năm rưỡi đầu tiên; SDO đã chứng kiến ​​gần 200 ngọn lửa mặt trời; cho phép các nhà khoa học khám phá mô hình hoạt động của chúng. Họ phát hiện ra rằng khoảng 15% các đợt bùng phát bùng phát xảy ra trong vòng vài phút đến vài giờ sau đợt bùng phát ban đầu. Thông qua những mô hình đặc biệt này để nghiên cứu; các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về tổng năng lượng được tạo ra khi nó phun trào.

Những lốc xoáy trên mặt trời

Vào tháng 2-2012, SDO đã thu thập được những hình ảnh về những cơn lốc xoáy plasma lạ thường trên bề mặt của nó. Những quan sát về sau cho thấy; những cơn lốc xoáy này được tạo nên bởi từ trường xoay plasma; có tốc độ quay lên tới 186 nghìn dặm trong một giờ. Còn trên trái đất; các cơn lốc xoáy đạt tốc độ tối đa khoảng 300 dặm một giờ.

Cơn sóng khổng lồ

Biển plasma cuồn cuộn trên bề mặt của mặt trời có thể tạo ra những cơn sóng khổng lồ di chuyển xung quanh mặt trời với vận tốc lên tới 3 triệu dặm một giờ. Những cơn sóng này, được đặt tên là sóng EIT; sau khi một thiết bị có cùng tên trên một tàu vũ trụ quan sát mặt trời khác (Đài quan sát mặt trời và nhật quyển) phát hiện ra chúng; được SDO chụp lại ở độ phân giải cao vào năm 2010. Những quan sát này lần đầu tiên cho thấy các cơn sóng này chuyển động vòng quanh bề mặt của mặt trời như thế nào. Những nhà khoa học nghi ngờ những con sóng này được điều khiển bởi những cơn phun trào cực quang; vốn thường phun những đám mây plasma vào Hệ mặt trời.

Những sao chổi dễ cháy

Trong những năm qua; SDO đã theo dõi hai sao chổi bay theo mặt trời. Tháng 12 năm 2011; các nhà theo dõi cách mà sao chổi Lovejoy thoát khỏi việc bị thiêu cháy khi nó bay qua quỹ đạo cách bề mặt của mặt trời 516 nghìn dặm. Còn sao chổi ISON thì không thoát được cuộc chạm trán này với mặt trời. Thông qua những quan sát như thế này; các nhà khoa học đã được SDO cung cấp nhiều thông tin mới việc mặt trời tương tác với các sao chổi như thế nào.

Vòng lưu thông trên bề mặt

Vốn không có bề mặt rắn; mặt trời tồn tại dưới dạng dòng chảy do sức nóng dữ dội luôn cố gắng trốn thoát và sự quay của nó. Việc di chuyển ở các vĩ độ trung bình là những mô hình lưu thông quy mô lớn được gọi là vòng lưu thông Meridonial. Những quan sát của SDO cho thấy các vòng lưu thông này phức tạp hơn so với suy nghĩ của các nhà khoa học và liên kết với việc tạo ra các vết đen trên mặt trời. Các hình mẫu tuần hoàn này thậm chí có thể giải thích tại sao cùng một thời điểm một nửa bán cầu có nhiều vết đen hơn phần còn lại.

Dự báo tương lai

Mặt trời đang tuôn ra vật chất từ những cơn phun trào cực quang (CME) và những cơn gió mặt trời ra toàn bộ Hệ mặt trời. Khi chúng tương tác với môi trường từ tính của trái đất; chúng có thể tạo ra thời tiết không gian; có thể gây nguy hiểm cho tàu vũ trụ và các phi hành gia. Sử dụng dữ liệu từ SDO; các nhà khoa học có thể làm việc với mô hình của một CME khi di chuyển qua Hệ mặt trời để đánh giá các hiệu ứng tiềm tàng trên trái đất. Việc quan sát nó trên cơ sở thời gian dài cũng giúp các nhà khoa học xây dựng một mô hình học-máy để cố gắng dự đoán khi nào nó giải phóng CME.

Sự mờ đi của vành sáng 

Vành khí quyển siêu nóng bên ngoài của nó; corona – vành sáng xung quanh mặt trời; đôi khi bị mờ đi. Các nhà khoa học khi nghiên cứu về sự mờ đi của vành sáng này đã phát hiện ra liên kết của chúng với các CME; vốn gây ảnh hưởng chính lên các sự kiện thời tiết vũ trụ khắc nghiệt có thể làm hỏng các vệ tinh và gây nguy hiểm cho các phi hành gia.

Từ các dữ liệu được quan sát bởi SDO; các nhà khoa học có thể tính toán khối lượng và vận tốc của các sự kiện CME; loại nguy hiểm nhất; lên trái đất. Bằng việc liên kết với sự mờ đi của vành sáng đến kích thước của các CME; các nhà khoa học di vọng có thể nghiên cứu các tác động của thời tiết không gian quanh các ngôi sao khác; vốn quá xa để có thể đo được các CME của chúng.

Sinh tử của một vòng

Trong suốt một thập kỷ hoạt động; hiện nay; SDO đã quan sát gần trọn một chu kỳ nó kéo dài 11 năm. Khởi đầu gần như bắt đầu của một chu kỳ mặt trời; SDO đã thấy hoạt động của mặt trời đạt đến tối đa và giờ thì đang mờ dần đến mức tối thiểu. Những quan sát kéo dài hàng năm này đã giúp các nhà khoa học hiểu được các tín hiệu của việc suy thoái và của sự bắt đầu của một chu kỳ nó.

Các hố vành cực

Thi thoảng bề mặt của nó có những vết của một vùng tối rất lớn; gọi là các hố vành sáng; nơi bức xạ cực tím phát ra thấp. Liên kết với từ trường của nó; các hố này đi theo chu kỳ mặt trời; tăng mạnh khi nó đạt cực đại. Khi chúng di chuyển đến đỉnh và đáy của mặt trời;chúng được gọi là hố vành cực và các nhà khoa học có thể sử dụng việc biến mất của chúng để xác định khi nào từ trường của mặt trời đảo ngược – một dấu hiệu xác định khi nào nó đạt cực đại.

Những bùng nổ từ tính mới

Ở thời điểm kết thúc một thập kỷ vào tháng 12-2019; các quan sát của SDO cho phép các nhà khoa học khám phá ra một dạng mới của sự bùng nổ từ tính. Dạng đặc biệt này, được gọi là sự tái kết nối từ tính tự phát (so với các dạng tái kết nối từ tính phổ biến đã được quan sát trước đó) giúp xác nhận một lý thuyết đã có hàng thập kỷ. Nó thậm chí có thể giúp các nhà khoa học hiểu được tại sao bầu khí quyết mặt trời lại quá nóng; dự đoán được thời tiết không gian tốt hơn; và có thể dẫn đến đột phá trong việc kiểm soát nhiệt hạch và các thí nghiệm plasma trong phòng thí nghiệm.