Những bức ảnh phân giải cao của Mặt trời

Những bức ảnh phân giải cao đầu tiên của Mặt trời đã được gửi về từ Đài thiên văn Động lực học Mặt trời (SDO) của NASA, vệ tinh phóng lên hồi tháng 2 rồi.

Sứ mệnh trị giá 850 triệu đô la trên sẽ nghiên cứu nguyên nhân gây ra tính biến thiên hoạt động mặt trời và làm thế nào sự hoạt động này tạo ra hệ thời tiết trong vũ trụ. Nó là sứ mệnh đầu tiên trong chương trình “Sống cùng một vì sao” của NASA, chương trình thiết lập vào năm 2001 nhằm cố gắng tìm hiểu và thu nhặt kiến thức tốt hơn về hoạt động của Mặt trời có thể ảnh hưởng như thế nào đến sự sống trên Trái đất.

Những hình ảnh đầu tiên tiết lộ một diện mạo động, thể hiện bề mặt Mặt trời với độ phân giải cao nhất tính từ trước đến nay. Các bức ảnh cho thấy những đám mây hạt tích điện đang tuôn ra từ những chỗ nhô ra trên bề mặt Mặt trời trong những sự kiện gọi là sự phun trào vật chất vành nhật hoa. Chúng cũng cho thấy những tai lửa mặt trời, những vụ bùng phát tia X sáng rỡ gây ra bởi những vụ nổ năng lượng cao trong những vùng hoạt tính mạnh của Mặt trời.

“Những hình ảnh ban đầu này cho thấy một Mặt trời động mà tôi chưa từng được thấy trong hơn 40 năm nghiên cứu mặt trời”, phát biểu của Richard Fisher, giám đốc Phân viện Vật lí Mặt trời tại tổng hành dinh NASA ở thủ đô Washington. “Sứ mệnh này sẽ có tác động to lớn đối với khoa học, tương tự như tác động của Kính thiên văn vũ trụ Hubble đối với thiên văn vật lí học hiện đại”.

Nguyên nhân của tính biến thiên hoạt động của Mặt trời có liên quan đến hoạt động từ của nó, cái được biết là biến thiên theo chu kì xấp xỉ 11 năm. Hoạt động từ càng mạnh thì càng có nhiều “vết đen mặt trời” hay những mảng tối có thể nhìn thấy trên bề mặt mặt trời. Những vết đen này là những vùng trong đó các đường sức từ trở nên bị xoắn lại do chuyển động quay chênh lệch của những lớp bên ngoài của Mặt trời.

Những vết đen đặc biệt dữ dội có thể dẫn tới sự phun trào vật chất vành nhật hoa từ bề mặt mặt trời, và một số trong những hạt này có thể chạm tới vành đai bức xạ Van Allen – vùng bên ngoài của từ trường của Trái đất – nơi đó, chúng bị gia tốc tới gần tốc độ ánh sáng. Trong một cực đại mặt trời, khi số lượng vết đen đạt cực đại của chúng, sự dồi dào các hạt bắn vào vành đai bức xạ trên có thể trở thành một hiểm họa thật sự đối với những vệ tinh đang hoạt động ngoài đó.

Sứ mệnh SDO xuất hiện tại một thời điểm đặc biệt hấp dẫn đối với ngành vật lí học mặt trời. Chúng ta đang trông đợi đạt tới kì cực đại mặt trời kế tiếp vào khoảng năm 2011-2012, nhưng các chuyên gia thời tiết vũ trụ trong vài năm vừa qua đã thật bất ngờ báo cáo một vài dấu hiệu cho thấy số lượng vết đen đã tăng lên kể từ kì cực tiểu mặt trời gần nhất vào năm 2006. Điều này khiến một số nhà khoa học vũ trụ dự báo rằng chúng ta đang hướng tới một tình trạng kéo dài nữa của hoạt động mặt trời im ắng, mà kì gần đây nhất đã được quan sát thấy là vào khoảng năm 1645 đến 1715, trong một thời kì gọi là “cực tiểu Maunder”.

SDO ban đầu sẽ hoạt động trong 5 năm, rồi có thể sẽ mở rộng hoạt động thêm 5 năm nữa. “Nó sẽ quan sát Mặt trời nhanh hơn, sâu sắc hơn, và chi tiết hơn so với bất kì đài thiên văn nào trước đây”, theo lời nhà thiên văn vật lí Madhulika Guhathakurta, nhà khoa học chương trình của sứ mệnh trên.

Phi thuyền SDO nằm trong quỹ đạo địa tĩnh, cho phép nó liên tục quan sát Mặt trời và làm cho nó dễ truyền dữ liệu về trạm mặt đất hơn. Nó mang theo ba thiết bị nhạy dùng để theo dõi Mặt trời.

Một thiết bị là Thiết bị Ghi ảnh Khí quyển (AIA), một dải bốn kính thiên văn sẽ quan sát bề mặt và khí quyển của Mặt trời trên hơn 10 dải bước sóng khác nhau. Một thiết bị nữa là Thí nghiệm Tính biên thiên Tử ngoại Cực ngắn (EVE), sẽ theo dõi những đợt bùng phát mạnh có thể ảnh hưởng đến tầng trên khí quyển của Trái đất. Cuối cùng là Máy ghi ảnh Từ tính và Địa chấn Mặt trời (HMI), thiết bị sẽ lập bản đồ từ trường mặt trời và săm soi bên dưới bề mặt mờ đục của Mặt trời nhằm nghiên cứu dynamo từ.

alt