Sống cùng một vì sao pot

Ảnh: NASA

Sống cùng một vì sao

• Alan Title (Physics World, tháng 11/2010)

Phóng lên quỹ đạo hồi tháng 2, dữ liệu thu về từ bộ

thiết bị nhạy gắn trên Đài thiên văn Động lực học Mặt

trời của NASA đã định hình lại cái chúng ta biết về

các quá trình mặt trời và nguyên nhân gây ra thời tiết

vũ trụ.

Mặt trời của chúng ta trông xinh đẹp nhất tại

thời khắc nguy hiểm nhất của nó. Nét đẹp đó có thể

nhìn thấy từ trên Trái đất này ở dạng ánh sáng

phương bắc hoặc phương nam [cực quang], chúng

xuất hiện khi các hạt tích điện từ Mặt trời đến va

chạm với tầng cao khí quyển của Trái đất. Nhưng

trong không gian ngoài kia, các hệ quả của “thời tiết

vũ trụ” do Mặt trời gây ra không ôn hòa như vậy:

các hạt năng lượng cao, tia X và tia gamma mà Mặt

trời phát ra có thể gây hủy hoại đối với các thiết bị

điện tử nhạy, làm hỏng các máy vi tính và có các

tác động nguy hiểm (có lẽ khó tránh khỏi) đối với

các nhà du hành vũ trụ.

Trong đa phần thời gian, bầu khí quyển và từ trường

của Trái đất bảo vệ chúng ta khỏi những sự kiện dữ

dội hơn xảy ra trong khí quyển mặt trời, thí dụ như

các vụ nổ ở gần bề mặt thần thái dương (gọi là các

tai lửa mặt trời) hay các đợt phun trào của những

bọt khí khổng lồ từ bên trong Mặt trời (gọi là sự

phun trào vật chất vành nhật hoa, hay CME). Tuy

vậy, khi các hạt tích điện từ Mặt trời đến chạm trán

với từ trường của Trái đất, thì từ trường Trái đất bị

biến dạng và bị nén. Những sự thay đổi mật độ hạt

tích điện trong tầng cao khí quyển có thể tạo ra

những hiệu ứng nổi bật. Sự truyền thông vô tuyến

có thể bị gián đoạn và, thỉnh thoảng, những sự thay

đổi như vậy có thể cảm ứng những dòng điện nguy

hại trong những đường dây truyền tải điện đường

xa, trong cáp điện chôn dưới đất, và trong các

đường ống dẫn dầu. Những tia lửa khổng lồ có thể

phá hủy các máy biến điện và làm tê liệt mạng lưới

cấp điện.

Nhưng giống như màn trình diễn cực quang, các

quá trình mặt trời gây ra thời tiết vũ trụ cũng đẹp

một cách ngoạn mục. Ảnh bên dưới cho thấy một

tai lửa hình vành phun lên từ bề mặt Thái dương,

gửi một xung plasma lao nhanh ra ngoài ở tốc độ

khoảng 300 km/s. Trước khi phun trào, tai lửa này

tồn tại dưới dạng một ống dài chất liệu từ tính,

tương đối nguội, ở ngay phía trên bề mặt khả kiến.

Sau đó, nó bị mất ổn định bởi những cơ chế chưa

được hiểu rõ hoàn toàn. Những cơ chế như vậy là

quan trọng vì chúng có thể tạo ra các CME, những

vụ phun trào có thể phóng thích tới 10 tỉ tấn plasma

nóng vào trong nhật quyển – cùng với những hậu

quả nghiêm trọng cho bất kì vật nào, con người hay

bất cứ thứ gì khác, nằm trên đường đi của chúng.

Một trong những mục tiêu chính của sứ mệnh Đài

thiên văn Động lực học Mặt trời (SDO) của NASA

là tìm hiểu các cơ chế mất ổn định này. Để hiểu rõ

thêm về chúng, và những hiện tượng do chúng tạo

ra, chúng ta cần phải có thể quan sát các sự kiện

mặt trời khi chúng xảy ra. Điều này không dễ dàng

gì. Các tai lửa và CME có thể xuất hiện bất kì nơi

đâu, bất kì lúc nào, cho nên chúng ta cần một hệ

thống theo dõi có thể quan sát toàn bộ bề mặt Thái

dương một cách liên tục. Ngoài ra, các vụ nổ mặt

trời thường diễn ra nhanh chóng – tốc độ 1000 km/s

không phải là hiếm – cho nên các bức ảnh phải thu

được ở tốc độ và thời gian phơi sáng có thể thu lấy