Cực quang xuất hiện nhiều do vết đen mặt trời?
Cực quang, thường chỉ được tìm thấy ở Bắc Cực và châu Nam Cực, đã làm nhân loại mê hoặc và tò mò trong nhiều thế kỷ và sẽ tiếp tục thu hút sự chú ý ở tương lai.
Những quầng sáng lung linh của bắc cực quang (ở Bắc Bán cầu) và nam cực quang (ở Nam Bán cầu) trong thời gian gần đây đã tạo nên các màn trình diễn ánh sáng ngoạn mục.
Bắc cực quang được chụp vào buổi đêm 27/2 bên trên hải đăng Souter ở South Shields, miền đông bắc nước Anh. Ảnh: CNN
Trong những ngày cuối tháng 2, đầu tháng 3, nhiều nhiếp ảnh gia và những người quan sát bầu trời đêm ở Bắc bán cầu đã chụp lại được những phần trình diễn đầy màu sắc này ở những địa điểm xa hơn về phía nam (hoặc ngược lại, nếu ở Nam bán cầu thì sẽ thấy về phía Bắc) so với bình thường như bang Colorado, Hoa Kỳ, phía đông nam nước Anh và bang New South Wales, Úc. Các phi công đã điều khiển máy bay bay vòng ở giữa hành trình để các hành khách có thể ngắm nhìn hiện tượng rõ ràng hơn.
Vết đen mặt trời
Cực quang là kết quả của các hoạt động của Mặt Trời, cụ thể là một loại bão Mặt Trời có tên gọi CME (hiện tượng phun trào nhật hoa) mà thải ra khí gas và các phần tử được tích điện vào không trung. Khi những phần tử được tích điện này chạm đến “khiên” từ trường Trái Đất tại cực Bắc và cực Nam (thường mất khoảng ba ngày), chúng tiến vào bầu khí quyển.
Vết đen Mặt Trời là hiện tượng trên quang cầu (lớp vỏ ngoài) của mặt trời xuất hiện các điểm tạm thời tối hơn các khu vực xung quanh. Các vết đen Mặt Trời riêng lẻ hoặc nhóm các vết đen Mặt Trời có thể tồn tại ở bất kỳ đâu từ vài ngày đến vài tháng, nhưng cuối cùng sẽ phân rã. Các vết đen Mặt Trời mở rộng và co lại khi chúng di chuyển trên bề mặt Mặt Trời, với đường kính từ 16 km tới 160.000 km. Khi vết đen có đường kính đủ lớn thì có thể quan sát từ trái đất bằng mắt thường.
Từ đây, các phần tử và năng lượng tương tác với các loại khí trong khí quyển, tạo ra ánh sáng nhiều màu trên bầu trời. Khí Ôxi tương ứng với ánh sáng xanh lá (màu thường xuyên quan sát thấy nhất), cũng như đỏ (theo Aurora Watch, Đại học Lancaster, Vương quốc Anh). Trong khi đó, khí Nitơ phát ra ánh sáng xanh dương và tím, theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA). Trong điều kiện thời tiết thuận lợi, việc quan sát thấy cực quang sẽ dễ dàng hơn.
Khi một cơn bão Mặt Trời tiến về phía chúng ta, một số năng lượng và các phần tử nhỏ có thể di chuyển vào bên trong “tấm khiên” từ trường ở cực Bắc và cực Nam và tác động với khí quyển Trái Đất. Minh họa: Science Learning Hub, NZ
Các nhà nghiên cứu tại Đài Quan sát Động lực học Mặt Trời của NASA nói rằng họ đã phát hiện thấy hai ngọn lửa Mặt Trời cấp M vào ngày 3 và 4/3 đã gây ra các cơn bão CME, từ đó làm tăng các hoạt động địa từ trường – dẫn đến hiện tượng cực quang cuốn hút. Các đợt bùng nổ được sắp xếp từ nhỏ đến lớn lần lượt là các cấp: A, B, C, M và X là cấp cực đại, theo NASA.
Video đang HOT
Các cơn bão Mặt Trời loại này cũng thỉnh thoảng làm gián đoạn các hoạt động của vệ tinh nhân tạo và thông tin liên lạc trên Trái Đất.
Đợt tăng số lượng các hoạt động địa từ trường này được tạo ra bởi một vết đen trên bề mặt Mặt Trời (vết đen mặt trời – hiện tượng đã được ghi nhận sớm nhất khoảng 800 năm trước công nguyên). Vết đen này “lớn và phức tạp về mặt từ trường học” có tên gọi AR3234, theo Cơ quan Khí tượng Anh.
Khung cảnh bắc cực quang tại Anchorage, bang Alaska (Hoa Kỳ), được chụp bởi cư dân Stephanie Quinn-Davidson.
Cực quang phổ biến đến mức độ nào?
Đợt hoạt động mạnh này của các hiện tượng địa từ trường được dự đoán là sẽ bắt đầu dịu bớt. Nghĩa là sẽ có ít hơn các hiện tượng bắc cực quang và nam cực quang sau những ngày cực quang hoạt động mạnh vừa qua.
Trong các năm tiếp theo, bắc cực quang có thể xuất hiện lùi xuống phía nam thường xuyên hơn, theo Robert Massey, giám đốc điều hành tại Hội Thiên văn học Hoàng gia Anh.
Mặt Trời trải qua một chu kỳ 11 năm mà ở đó mức độ của các hoạt động bão và lửa Mặt Trời dao động. Chu kỳ 25, gần đây nhất, bắt đầu từ tháng 12 năm 2019 với một đợt mà năng lượng Mặt Trời ở mức tối thiểu (solar minimum), khi mà Mặt Trời có hoạt động nhưng yên lặng hơn và có ít vết đen hơn.
Cực quang được ghi nhận trên khắp Vương quốc Anh, kể cả ở các vùng phía nam của nước này. Ảnh: Twitter
Chúng ta đang tiến tới đợt năng lượng Mặt Trời tối đa (solar maximum), được dự đoán sẽ bắt đầu vào tháng 7/2025, khi mà một số lượng lớn vết đen sẽ xuất hiện và các hoạt động của Mặt Trời sẽ tăng về số lượng.
Robert Massey nói rằng các hiện tượng Mặt Trời mà tạo nên cực quang sẽ trở nên phổ biến hơn trong quá trình chúng ta tiến đến đợt năng lượng tối đa. Các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời cũng có cực quang.
Sao Mộc được chìm trong các sắc màu kỳ thú tại các cực, dù cơ chế tạo nên cực quang ở hành tinh này khác biệt so với Trái Đất, theo một nghiên cứu vào 2021.
Sự thật chưa kể về thời tiết trong không gian của Hệ Mặt Trời!
Hầu hết mọi người nghĩ về không gian như một vùng trống rỗng của hư vô, nhưng trên thực tế, không gian là một nơi hỗn loạn chứa đầy plasma và từ trường.
Giữa các hành tinh là một biển các hạt tích điện liên tục chảy ra khỏi Mặt trời, được gọi là môi trường liên hành tinh.
Như Universe Today giải thích, cũng như plasma Mặt Trời, môi trường ngoài không gian cũng chứa đầy tia vũ trụ và các hạt bụi mịn. Trên thực tế, môi trường liên hành tinh thay đổi liên tục và có thể có những tác động đáng chú ý đến hành tinh của chúng ta. Những thay đổi này có nghĩa là không gian bên ngoài thực sự có thời tiết.
Với bề mặt quay liên tục, Mặt Trời điều khiển hầu hết mọi thứ trong hệ Mặt Trời và thời tiết không gian cũng không ngoại lệ. Tất cả những thứ này đều gửi vật chất và bức xạ đi ra khỏi bề mặt Mặt Trời về phía các hành tinh quay quanh.
Trái Đất liên tục bị ảnh hưởng bởi gió Mặt Trời
Thành phần cơ bản nhất của thời tiết không gian là gió Mặt Trời, như Đại học Chicago giải thích, đó là một dòng chảy liên tục của các hạt nóng lấp đầy toàn bộ Hệ Mặt Trời với tốc độ khoảng một triệu dặm một giờ. Gió này xuất phát từ vành nhật hoa của Mặt Trời. Bầu khí quyển nóng đến mức phi lý của Mặt Trời, có thể nóng tới vài triệu độ.
Tuy nhiên, gió Mặt Trời cũng không đồng nhất. Theo NASA, các hạt mang điện tạo nên gió Mặt Trời được từ trường Mặt Trời tạo thành các vòng và dòng chảy, có cường độ khác nhau. Mạnh nhất có thể được tìm thấy trong các khu vực được gọi là lỗ tràng hoa, nơi các đường sức từ trường không bị ràng buộc và hướng trực tiếp ra khỏi bề mặt Mặt Trời. Với tốc độ và cường độ khác nhau, gió Mặt Trời là nguyên nhân gây ra phần lớn biến động của thời tiết không gian khi va chạm vào từ trường của Trái Đất.
Giống như thời tiết trong bầu khí quyển của Trái Đất, thời tiết không gian thậm chí còn có các thang đo mức độ nghiêm trọng giống như các thang đo được sử dụng để phân loại bão và động đất. Các thang đo này cho chúng ta biết được rằng các sự kiện thời tiết không gian mạnh nhất có thể phá hủy vệ tinh, ảnh hưởng đến hệ thống định vị và thậm chí gây nguy cơ bức xạ cho máy bay.
Cấu trúc lớn nhất của Hệ Mặt Trời là một cấu trúc vô hình
Theo Space.com, Mặt Trời tạo ra một quả bong bóng khổng lồ trong không gian. Được gọi là nhật quyển, nó được lấp đầy bởi gió Mặt Trời, bảo vệ toàn bộ Hệ Mặt Trời khỏi các vật chất độc hại giữa các vì sao. Bên trong nhật quyển, gió Mặt Trời được điều khiển bởi từ trường.
Trên thực tế, các hạt gió Mặt Trời tích điện kéo theo từ trường của Mặt Trời khi chúng chảy ra ngoài không gian. Kết quả là một tấm từ tính vô hình lấp đầy toàn bộ Hệ Mặt Trời được sinh ra.
Mặt Trời có chu kỳ thời tiết là 11 năm
Gần như tất cả biển động thời tiết không gian đều đến từ Mặt Trời, nhưng hoạt động của Mặt Trời cũng thay đổi theo thời gian. Chu kỳ Mặt Trời kéo dài trung bình khoảng 11 năm, cho thấy Mặt Trời dao động giữa các thái cực ôn hòa và bạo lực.
Như Space.com giải thích, kể từ tháng 12 năm 2019, Mặt Trời đang ở trong chu kỳ 25 của Mặt Trời, mặc dù thời gian chính xác có thể khó dự đoán vì chu kỳ kéo có thể dài trong khoảng từ 8 đến 14 năm. Điều này gây ra bởi những thay đổi trong từ trường của Mặt Trời và các thời kỳ hoạt động được biết đến với sự gia tăng đáng kể các vết đen trên bề mặt Mặt Trời.
Từ trường của Mặt trời càng xoắn, rối, và càng hoạt động mạnh thì càng có nhiều khả năng xuất hiện các vết đen trên Mặt Trời. Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics, các vết đen trên Mặt Trời là kết quả của các đường sức từ trường mạnh xuyên qua bề mặt Mặt Trời. Điều này chặn dòng plasma bên trong Mặt Trời, gây ra những vệt sáng của vật chất lạnh hơn, tối hơn.
Trong mỗi chu kỳ, hoạt động của Mặt Trời thay đổi từ thời kỳ yên tĩnh - cực tiểu - sang thời kỳ hoạt động mạnh nhất - cực đại của Mặt Trời. Tuy nhiên, chính xác mức độ hoạt động của mỗi chu kỳ có thể khác nhau đáng kể.
Trái Đất được bao quanh bởi gió Mặt Trời bị mắc kẹt
Từ trường Trái Đất quét gió Mặt Trời, ngăn phần lớn gió va vào bầu khí quyển của chúng ta, nhưng nó cũng giữ lại rất nhiều gió trong quỹ đạo Trái Đất. Kết quả là hai vùng không gian khổng lồ được hình thành và bao quanh Trái Đất, chứa đầy các hạt tích điện nguy hiểm. Như Trung tâm Vũ trụ Houston giải thích, chúng được gọi là vành đai bức xạ Van Allen, tuy vô hình nhưng nguy hiểm.
Các vành đai Van Allen quá xa Trái Đất để có thể gây nguy hiểm cho hầu hết các phi hành gia (về mặt kỹ thuật, Trạm Vũ trụ Quốc tế vẫn ở bên trong tầng thượng khí quyển của Trái Đất, theo NASA), nhưng chúng là mối lo ngại đối với một nhóm phi hành gia cụ thể - các phi hành đoàn Apollo của NASA. Forbes giải thích các nhà khoa học NASA đã phải làm việc cẩn thận như thế nào để giữ an toàn cho các phi hành gia trong các nhiệm vụ này.
Tuy nhiên, các vành đai Van Allen vẫn có thể gây ra vấn đề cho các tàu vũ trụ ở các quỹ đạo thấp hơn. Thời tiết không gian có thể ảnh hưởng đến từ trường của Trái Đất. Một nghiên cứu trên tạp chí Vật lý không gian JGR gọi những sự kiện này là những lỗ thủng vành đai Van Allen và chúng có thể do gió Mặt Trời thổi nhanh hoặc vụ phóng khối lượng tròn vành đai từ Mặt Trời, khiến các vành đai tạo ra những cơn mưa electron năng lượng cao xuống Trái Đất khoảng vài lần mỗi năm.
Mặt trời vừa bị vỡ một góc và giới khoa học không hiểu tại sao Một phần của mặt trời đã bị "mẻ" khỏi bề mặt và bắt đầu xoay quanh đỉnh sao trung tâm của chúng ta như thể nó là một cơn lốc xoáy khổng lồ ở vùng cực. Các nhà khoa học đang theo dõi sát hành vi của mặt trời. Ảnh NASA Các nhà khoa học trái đất đã có thể quan sát tận...
