Cấu trúc từ trường của mặt trời

Vệ tinh quan sát mặt trời Hinode, đây là một chương trình quan sát mặt trời mới nhất của Cơ quan thăm dò không gian JAXA của Nhật Bản với sự hợp tác của NASA và Hội đồng Nghiên cứu vật lý hạt và thiên văn Hoàng gia Anh, vừa mới chụp được những tấm hình chưa bao giờ được thấy trước đó. Những tấm hình này cho thấy từ trường của mặt trời thì hỗn loạn và năng động hơn những gì chúng ta tưởng trước đây.

Vệ tinh Hinode, trong tiếng Nhật có nghĩa là bình minh, được phóng lên quỹ đạo vào ngày 23-9-2006 để nghiên cứu từ trường của mặt trời và cách mà năng lượng dễ nổ của nó tỏa ra các lớp khác nhau ở tầng khí quyển như thế nào.

Dick Fisher, Giám đốc trung tâm vật lý học mặt trời của cơ quan NASA, nói: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể hiểu được các hạt cực nhỏ trong khí nóng mà bay lên và rớt xuống trong tầng khí quyển được phóng đại lên của mặt trời. Những tấm hình này sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong việc nghiên cứu các hiện tượng của mặt trời mà có ảnh hưởng đến trái đất, các phi hành gia, vệ tinh và thái dương hệ.”

Ba thiết bị quan sát chính của Hinode gồm kính viễn vọng quang học mặt trời, kính viễn vọng X-quang và Quang phổ kế hình ảnh cực tím đang thực hiện việc quan sát các lớp khác nhau của mặt trời. Những nghiên cứu này tập trung vào tầng khí quyển của mặt trời từ tầng quyển sáng (tầng có thể quan sát được nằm ở bề mặt của mặt trời) đến tầng hào quang (tầng phía ngoài của tầng khí quyển.)

Hình ảnh về quyển sắc của mặt trời được chụp bởi vệ tinh quan sát mặt trời Hinode vào ngày 20-11-2006. Nó cho thấy cấu trúc từ trường của mặt trời tỏa thẳng đứng từ một điểm đen (một khu vực có từ trường rất cao) ra ngoài tầng khí quyển của mặt trời. Tầng quyển sắc của mặt trời là một lớp mỏng trong tầng khí quyển hiều lớp của mặt trời. Nó nằm giữa tầng quyển sáng (tầng bề mặt có thể nhìn thấy được) và tầng khí quyển bên ngoài (tầng hào quang). Tầng quyển sắc là nguồn tạo ra các bức xạ tia cực tím (Ảnh chụp bởi vệ tinh Hinode. Cơ quan thăm dò không gian Nhật Bản, NASA và Hội đồng nghiên cứu vật lý hạt và thiên văn của Hoàng gia Anh)

Nhờ vào các đo đạc kết hợp từ ba thiết bị này, Hinode đã sẵn sàng chỉ ra những thay đổi trong cấu trúc từ trường của mặt trời và cách mà năng lượng từ tính trong tầng thấp của khí quyển mặt trời tỏa xuyên qua tầng hào quang và tỏa vào không gian trong thái giữa hệ như thế nào.

Bernhard Fleck, nhà khoa học của chương trình SOHO của cơ quan không gian châu Âu và chương trình Hinode, nói: “việc bổ sung các dữ liệu của chương trình SOHO cho các dữ liệu của Hinode sẽ giúp chúng tôi hiểu rõ hơn các quy trình mãnh liệt xảy ra trên mặt trời có ảnh hưởng tới những cơn bão vũ trụ. Sự hỗ trợ của hai chương trình này rõ ràng là sẽ nâng cao khả năng dự báo thời tiết trong vũ trụ của chúng tôi.”

Thời tiết vũ trụ có liên quan đến việc sản sinh ra các hạt năng lượng và sự phát ra các bức xạ điện tử. Các quá trình bùng nổ năng lượng như vậy có thể làm ngưng các cuộc liên lạc đường dài và làm gián đoạn hệ thống định vị toàn cầu.

Alan Title, thành viên cao cấp của công ty Lockheed Martin tại thành phố Palo Alto, bang California và là cố vấn giáo sư môn vật lý tại trường đại học Stanford, thành phố Stanford, bang California, cho biết: “Những tấm hình của Hinode đang cung cấp các chứng cứ không thể bác được cho sự có mặt của các quá trình bùng bổ mãnh liệt mà đã đẩy từ trường lên trên bề mặt của mặt trời. Kết quả là tạo ra một tầng quyển sắc đầy năng động hay một bỏ bọc đầy khí xung quanh mặt trời.”

Bằng việc theo dõi sự tiến triển của các cấu trúc mặt trời mà đã phác thảo ra từ trường trước, trong và sau những vụ nổ này, các nhà nghiên cứu khọa học hy vọng sẽ tìm ra chứng cứ rõ ràng để chứng minh rằng sự tái kết hợp từ trường, đây là một quá trình mà nhờ đó các đường từ trường của những vùng từ tính khác nhau được nối lại với nhau và tạo ra một hình thể mới của từ trường, là nguyên nhân cơ chính của hoạt động nổ này.

Hình ảnh vệ tinh Hinode của JAXA gửi về ngày 12/01/2007

Thế Kiệt