Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Vào năm 2017, một vùng từ trường khổng lồ mới phun trào trên bề mặt mặt trời bên cạnh một vết đen mặt trời hiện có. Sự va chạm mạnh mẽ của năng lượng từ trường đã tạo ra một loạt các vụ cháy mặt trời, gây ra tình trạng thời tiết không gian hỗn loạn tại Trái đất. Các nhà khoa học hiện đã xác định chính xác lần đầu tiên chính xác thời điểm và nơi vụ nổ giải phóng năng lượng làm nóng plasma phun ra năng lượng tương đương với nhiệt độ 1 tỷ độ.
Đây là những ngọn lửa đầu tiên được bắt giữ trong quá trình phát triển từng khoảnh khắc của chúng bởi kính viễn vọng vô tuyến mở rộng gần đây của NJIT mở rộng Owens Valley Solar Array (EOVSA).
Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science , các nhà khoa học năng lượng mặt trời đã ghi lại những hình ảnh đó lần đầu tiên xác định chính xác thời điểm và nơi vụ nổ giải phóng năng lượng làm nóng plasma phun ra năng lượng tương đương nhiệt độ 1 tỷ độ.
Với dữ liệu được thu thập trong phổ vi sóng, họ đã có thể cung cấp các phép đo định lượng về cường độ từ trường phát triển trực tiếp sau khi đánh lửa và đã theo dõi sự chuyển đổi của nó thành các dạng năng lượng khác – động học, nhiệt và siêu âm – cung cấp năng lượng cho chất nổ của ngọn lửa Chuyến đi 5 phút qua corona.
Cho đến nay, những thay đổi trong từ trường của corona trong quá trình bùng phát hoặc phun trào quy mô lớn khác chỉ được định lượng một cách gián tiếp, ví dụ, từ phép ngoại suy, từ trường được đo ở mặt trời – lớp bề mặt của Mặt trời nhìn thấy màu trắng ánh sáng. Các phép ngoại suy này không cho phép đo chính xác các thay đổi cục bộ động của từ trường tại các vị trí và tại các thang đo thời gian đủ ngắn để mô tả sự giải phóng năng lượng của ngọn lửa.
“Chúng tôi đã có thể xác định vị trí quan trọng nhất của sự giải phóng năng lượng từ tính trong corona”, Gregory Fleishman, giáo sư nghiên cứu vật lý nổi tiếng tại Trung tâm nghiên cứu năng lượng mặt trời của NJIT và là tác giả của bài báo cho biết. “Đây là những hình ảnh đầu tiên ghi lại hình ảnh vi mô của ngọn lửa – chuỗi chi tiết của các quá trình xảy ra trên quy mô không gian và thời gian nhỏ cho phép chuyển đổi năng lượng.”
Bằng cách đo sự suy giảm năng lượng từ tính và cường độ đồng thời của điện trường trong khu vực, họ có thể chỉ ra rằng hai sự phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng có thể định lượng được gia tốc hạt cung cấp năng lượng cho ngọn lửa mặt trời, bao gồm phun trào liên quan và sưởi ấm plasma.
Các quá trình cơ bản này giống như các quá trình xảy ra trong các nguồn vật lý thiên văn mạnh nhất, bao gồm các vụ nổ tia gamma cũng như trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm quan tâm đến cả nghiên cứu cơ bản và tạo ra năng lượng nhiệt hạch thực tế.
Với 13 ăng ten hoạt động cùng nhau, EOVSA chụp ảnh ở hàng trăm tần số trong phạm vi 1-18 GHz, bao gồm các bước sóng quang, tử ngoại, tia X và bước sóng vô tuyến, trong vòng một giây. Khả năng nâng cao này để nhìn vào cơ học của pháo sáng mở ra những con đường mới để điều tra những vụ phun trào mạnh nhất trong hệ mặt trời của chúng ta được kích hoạt bởi sự kết nối lại các đường sức từ trên bề mặt Mặt trời và được cung cấp năng lượng lưu trữ trong corona của nó.
Phát xạ vi sóng là cơ chế duy nhất nhạy cảm với môi trường từ trường vành do đó các quan sát phổ vi sóng EOVSA độc đáo, có nhịp độ cao là chìa khóa để phát hiện ra những thay đổi nhanh chóng trong từ trường. Việc đo lường là có thể bởi vì các electron năng lượng cao di chuyển trong từ trường coronal chủ yếu phát ra bức xạ nhạy cảm từ của chúng trong phạm vi vi sóng.
Trước những quan sát của EOVSA, không có cách nào để thấy vùng không gian rộng lớn mà các hạt năng lượng cao được gia tốc và sau đó trở nên có sẵn để gia tốc thêm bởi các sóng xung kích mạnh do vụ phun trào bùng phát, nếu hướng vào Trái đất, có thể phá hủy tàu vũ trụ và gây nguy hiểm cho các phi hành gia.
Sự kết nối của các hạt gia tốc bùng phát với các hạt được gia tốc bởi các cú sốc là một phần quan trọng trong sự hiểu biết của chúng ta về sự kiện nào là lành tính và gây ra mối đe dọa nghiêm trọng.
Chỉ hơn hai năm sau khi mảng mở rộng bắt đầu hoạt động, nó sẽ tự động tạo ra hình ảnh vi sóng của Mặt trời và cung cấp chúng cho cộng đồng khoa học hàng ngày. Như hoạt động tăng năng lượng mặt trời trong quá trình của chu kỳ mặt trời 11 năm, họ sẽ được sử dụng để cung cấp các magnetograms coronal hàng ngày đầu tiên, các bản đồ của cường độ từ trường 1.500 dặm trên bề mặt của mặt trời.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Công nghệ New Jersey . Bản gốc được viết bởi Tracey Regan. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :