Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã phát triển một mô hình mới dự đoán thành công bảy trong số các ngọn lửa lớn nhất của Mặt trời từ chu kỳ mặt trời cuối cùng, trong số 9 bộ. Với sự phát triển hơn, mô hình này có thể được sử dụng để một ngày nào đó thông báo dự báo về những vụ nổ bức xạ mặt trời dữ dội này.
Sử dụng dữ liệu từ Đài thiên văn Động lực học Mặt trời của NASA hoặc SDO, các nhà khoa học đã phát triển một mô hình mới dự đoán thành công bảy trong số các ngọn lửa lớn nhất của Mặt trời từ chu kỳ mặt trời cuối cùng, trong số 9 bộ. Với sự phát triển hơn, mô hình này có thể được sử dụng để một ngày nào đó thông báo dự báo về những vụ nổ bức xạ mặt trời dữ dội này.
Khi tiến triển qua chu kỳ 11 năm tự nhiên của nó, Mặt trời chuyển từ các giai đoạn hoạt động cao sang thấp và trở lại mức cao trở lại. Các nhà khoa học tập trung vào pháo sáng loại X, loại pháo hoa mặt trời mạnh nhất. So với pháo sáng nhỏ hơn, pháo sáng lớn như thế này tương đối không thường xuyên; trong chu kỳ mặt trời vừa qua, có khoảng 50. Nhưng chúng có thể có những tác động lớn, từ làm gián đoạn hoạt động liên lạc vô tuyến và lưới điện, đến – ở mức nghiêm trọng nhất – gây nguy hiểm cho các phi hành gia trong con đường bức xạ mặt trời khắc nghiệt. Các nhà khoa học làm việc trên mô hình pháo sáng hy vọng rằng một ngày nào đó những nỗ lực của họ có thể giúp giảm thiểu những hiệu ứng này.
Dẫn đầu bởi Kanya Kusano, giám đốc Viện nghiên cứu môi trường trái đất tại Đại học Nagoya, một nhóm các nhà khoa học đã xây dựng mô hình của họ trên một loại bản đồ từ tính: quan sát từ trường của SDO trên bề mặt của Mặt trời. Kết quả của họ đã được công bố trên Science vào ngày 31 tháng 7 năm 2020.
Người ta hiểu rõ rằng pháo sáng phun ra từ các điểm nóng hoạt động từ tính trên bề mặt mặt trời, được gọi là các vùng hoạt động. (Trong ánh sáng khả kiến, chúng xuất hiện dưới dạng các vết đen mặt trời, các đốm đen làm tàn nhang Mặt trời.) Mô hình mới hoạt động bằng cách xác định các đặc điểm chính trong một khu vực hoạt động, các đặc điểm mà các nhà khoa học đưa ra là cần thiết để tạo ra một ngọn lửa lớn.
Đầu tiên là kích hoạt ban đầu. Bão mặt trời, đặc biệt là loại X, giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Trước khi phun trào, năng lượng đó được chứa trong các đường sức từ xoắn tạo thành các vòm không ổn định trên vùng hoạt động. Theo các nhà khoa học, những đường giống như dây thừng xoắn rất cao là tiền thân cho những ngọn lửa lớn nhất của Mặt trời. Với đủ độ xoắn, hai vòm lân cận có thể kết hợp thành một vòm lớn, hai bướu. Đây là một ví dụ về cái được gọi là kết nối lại từ tính và kết quả là một cấu trúc từ tính không ổn định – hơi giống như chữ “M” tròn – có thể kích hoạt sự giải phóng của một lũ năng lượng, dưới dạng một ngọn lửa.
Trường hợp kết nối lại từ tính xảy ra cũng rất quan trọng và một trong những chi tiết các nhà khoa học đã xây dựng mô hình của họ để tính toán. Trong một khu vực hoạt động, có các ranh giới trong đó từ trường dương ở một bên và âm ở bên kia, giống như một nam châm tủ lạnh thông thường.
“Nó tương tự như một trận tuyết lở”, Kusano giải thích. “Avalanches bắt đầu với một vết nứt nhỏ. Nếu vết nứt ở trên dốc cao, một vụ tai nạn lớn hơn là có thể xảy ra.” Trong trường hợp này, vết nứt bắt đầu thác là kết nối lại từ tính. Khi kết nối lại xảy ra gần ranh giới, có khả năng bùng phát lớn. Mặc dù xa khỏi ranh giới, có ít năng lượng sẵn có và một ngọn lửa vừa chớm nở có thể tắt dần, Mặt trời vẫn có thể giải phóng một đám mây vật chất mặt trời nhanh chóng, được gọi là phóng ra khối vành.
Kusano và nhóm của ông đã xem xét bảy vùng hoạt động từ chu kỳ mặt trời cuối cùng tạo ra những ngọn lửa mạnh nhất ở phía Trái đất của Mặt trời (họ cũng tập trung vào các ngọn lửa từ một phần của Mặt trời gần Trái đất nhất, nơi quan sát từ trường là tốt nhất). Các quan sát của SDO về các khu vực hoạt động đã giúp họ xác định đúng ranh giới từ tính và tính toán sự không ổn định ở các điểm nóng. Cuối cùng, mô hình của họ dự đoán bảy trên chín tổng số pháo sáng với ba dương tính giả. Hai pháo sáng mà mô hình không giải thích được thì Kusano lý giải là trường hợp ngoại lệ với phần còn lại: Không giống như các khu vực khác, khu vực hoạt động mà chúng phát nổ lớn hơn nhiều và không tạo ra sự phóng đại khối cùng với ngọn lửa.
“Dự đoán là mục tiêu chính của NASA với chương trình và các nhiệm vụ của NASA”, Dean Pesnell, nhà điều tra chính của SDO tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, người không tham gia nghiên cứu cho biết. SDO là nhiệm vụ sống đầu tiên với chương trình Ngôi sao. “Tiền thân chính xác như thế này có thể dự đoán được các cơn bão mặt trời đáng kể cho thấy những tiến bộ chúng ta đã đạt được để dự đoán những cơn bão mặt trời này có thể ảnh hưởng đến tất cả mọi người.”
Mặc dù phải mất rất nhiều công sức và xác nhận để đưa các mô hình đến mức họ có thể đưa ra dự báo rằng tàu vũ trụ hoặc nhà điều hành lưới điện có thể hành động, các nhà khoa học đã xác định các điều kiện mà họ cho là cần thiết cho một vụ cháy lớn. Kusano cho biết anh rất vui mừng khi có một kết quả đầu tiên đầy hứa hẹn.
“Tôi rất vui vì mô hình mới của chúng tôi có thể đóng góp cho nỗ lực này”, Kusano nói.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi NASA / Goddard Space Flight Center . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :