Tàu thăm dò Mặt Trời Parker giải mã bí ẩn kéo dài 70 năm về hoạt động của Mặt Trời

Bước đột phá này giải thích cách Mặt Trời giải phóng những luồng năng lượng khổng lồ tạo ra các cơn bão và bão mặt trời đủ mạnh để phá vỡ vệ tinh, lưới điện và thông tin liên lạc trên Trái Đất.

Xác nhận các lý thuyết về Mặt Trời đã tồn tại hàng thập kỷ

Một nhóm nghiên cứu do Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) dẫn đầu đã cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên xác nhận các lý thuyết lâu đời về tái kết nối từ trường, một quá trình mạnh mẽ giải phóng năng lượng từ trường được lưu trữ và thúc đẩy các cơn bùng phát Mặt Trời, các vụ phun trào vật chất vành nhật hoa và các hiện tượng thời tiết không gian khác. Bước đột phá này được thực hiện nhờ Tàu thăm dò Mặt Trời Parker ( PSP ) của NASA, tàu vũ trụ duy nhất bay qua tầng khí quyển trên của Mặt Trời.

Sự tái kết nối từ trường diễn ra khi các đường sức từ bên trong plasma siêu nóng bị tách ra rồi lại liên kết lại theo một cấu trúc khác. Sự thay đổi đột ngột này giải phóng một nguồn năng lượng khổng lồ. Trên Mặt Trời, quá trình này gây ra các vụ phun trào có thể lan tỏa khắp hệ Mặt Trời và gây nhiễu loạn công nghệ trên Trái Đất, bao gồm vệ tinh, thông tin liên lạc và lưới điện. Việc phát triển các mô hình chính xác về cách thức tái kết nối hoạt động trên Mặt Trời là chìa khóa để dự đoán những cơn bão Mặt Trời gây gián đoạn này trước khi chúng đến hành tinh của chúng ta.

 

Từ từ quyển của Trái Đất đến Mặt Trời

Tiến sĩ Ritesh Patel, nhà khoa học nghiên cứu tại Phân ban Khoa học và Khám phá Hệ Mặt trời của SwRI tại Boulder, Colorado, đồng thời là tác giả chính của một bài báo mới được công bố trên tạp chí Nature Astronomy , cho biết: “Sự kết nối lại diễn ra ở nhiều quy mô không gian và thời gian khác nhau, trong các plasma không gian trải dài từ Mặt trời đến từ quyển Trái đất, từ môi trường phòng thí nghiệm đến quy mô vũ trụ. Từ cuối những năm 1990, chúng tôi đã có thể xác định sự kết nối lại trong vành nhật hoa thông qua hình ảnh và quang phổ. Việc phát hiện tại chỗ đã có thể thực hiện được trong từ quyển Trái đất với việc phóng các sứ mệnh như sứ mệnh Đa quy mô Từ quyển (MMS) của NASA. Tuy nhiên, các nghiên cứu tương tự trong vành nhật hoa chỉ trở nên khả thi khi Tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA được phóng vào năm 2018.”

 

Khoảng cách gần chưa từng có của PSP với Mặt Trời đã mở ra cánh cửa cho những khám phá từng được cho là bất khả thi. Trong một lần bay qua gần vào ngày 6 tháng 9 năm 2022, tàu vũ trụ đã gặp phải một vụ phun trào lớn và thu thập những hình ảnh và phép đo chi tiết đầu tiên về hoạt động plasma và từ trường trong một sự kiện như vậy. Bằng cách kết hợp những quan sát này với dữ liệu từ Tàu quỹ đạo Mặt Trời của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), nhóm nghiên cứu do SwRI dẫn đầu đã xác nhận rằng PSP thực sự đã bay qua vùng kết nối lại từ trường trong khí quyển Mặt Trời lần đầu tiên.

Các mô hình lâu đời cuối cùng đã được xác nhận

 

“Chúng tôi đã phát triển lý thuyết tái kết nối từ trường trong gần 70 năm, vì vậy chúng tôi đã có một ý tưởng cơ bản về cách các thông số khác nhau sẽ hoạt động,” Patel nói. “Các phép đo và quan sát thu được từ cuộc chạm trán đã xác nhận các mô hình mô phỏng số đã tồn tại trong nhiều thập kỷ trong một mức độ không chắc chắn nhất định. Dữ liệu sẽ đóng vai trò là những ràng buộc mạnh mẽ cho các mô hình trong tương lai và cung cấp một hướng đi để hiểu các phép đo năng lượng mặt trời của PSP từ các khung thời gian và sự kiện khác.”

Sứ mệnh MMS của NASA, do SwRI dẫn đầu, đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu ý tưởng về cách thức tái kết nối diễn ra trong môi trường gần Trái Đất ở quy mô nhỏ hơn. Các quan sát PSP năm 2022 hiện cung cấp cho các nhà nghiên cứu mảnh ghép còn thiếu kết nối sự tái kết nối ở quy mô Trái Đất với quy mô Mặt Trời. Tiếp theo, SwRI sẽ nghiên cứu để xác định liệu các cơ chế tái kết nối đi kèm với nhiễu loạn hoặc dao động và sóng từ trường có hiện diện trong các vùng Mặt Trời mà PSP xác định là có sự tái kết nối chủ động hay không.

Mở khóa bí mật truyền năng lượng

Patel cho biết: “Những nghiên cứu đang được tiến hành mang đến những khám phá ở nhiều quy mô khác nhau, cho phép chúng ta thấy được cách năng lượng được truyền đi và cách các hạt được gia tốc. Việc hiểu được những quá trình này ở Mặt Trời có thể giúp dự đoán tốt hơn hoạt động của Mặt Trời và cải thiện hiểu biết của chúng ta về môi trường gần Trái Đất.”

Tàu thăm dò Mặt Trời Parker là một sứ mệnh của NASA được thiết kế để nghiên cứu Mặt Trời ở cự ly gần và khám phá cách hoạt động của nó định hình môi trường xung quanh Trái Đất. Đây là một phần của chương trình Sống cùng Sao của NASA, tập trung vào hệ Mặt Trời-Trái Đất và tác động của nó đến đời sống hàng ngày và xã hội. Chương trình này do Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA tại Maryland quản lý cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của cơ quan tại Washington. Bản thân tàu vũ trụ được thiết kế và chế tạo bởi Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins , đơn vị cũng vận hành và quản lý sứ mệnh.

 

Nguồn: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/tau-tham-do-mat-troi-parker-giai-ma-bi-an-keo-dai-70-nam-ve-hoat-dong-cua-mat-troi/20250824073432046