thuha19051234
Pearl
Theo nghiên cứu và thống kê, từ đầu năm cho tới nay, mỗi ngày Mặt Trời đều có các vụ nổ và các vụ phóng khối lượng lớn trên bề mặt, một trong số đó là những sự kiện phun trào mạnh nhất mà ngôi sao của chúng ta có thể xảy ra.
Nhà vật lý thiên văn năng lượng mặt trời Michael Wheatland của Đại học Sydney, Australia nói rằng không thể dự đoán một cách đáng tin cậy các chu kỳ mặt trời. Bởi chúng ta không hiểu kỹ về động lực học mặt trời, tạo ra từ trường được nhìn thấy trên bề mặt như những vết đen hay các đốm sáng. Đây là một trong những vấn đề nổi cộm trong vật lý thiên văn, sự thiếu chính xác trong dự đoán không có gì đáng ngạc nhiên. Tuy nhiên, bạn hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu do sự thiếu kiến thức về mặt trời - điều mà chúng ta cho là ảnh hưởng đến việc dự đoán các chu kỳ mặt trời - có nghĩa là chúng ta cần phải hoàn toàn suy nghĩ lại về cách nhìn nhận mặt trời? Và điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta dựa trên các dự đoán của mình dựa trên số liệu sai?
Hình ảnh Mặt trời từ tháng 10 năm 2014 cho thấy các vết đen trên mặt trời có xu hướng xuất hiện như thế nào trong các dải
Sự đảo ngược này khiến cho các hoạt động giảm về cường độ, trước khi tăng lên đến đỉnh một lần nữa. Ở thời điểm hiện tại, mặt trời đang trải qua giai đoạn leo thang của chu kỳ, thứ 25 kể từ khi chúng ta bắt đầu đếm. Chu kỳ hoạt động được đặc trưng và dự đoán dựa trên một số liệu, đó là số vết đen được nhìn thấy trên Mặt trời. Đây là những vùng tạm thời nơi từ trường đặc biệt mạnh, tạo điều kiện thuận lợi cho sự bùng phát của pháo sáng và CME. Chúng xuất hiện như những điểm tối vì từ trường ức chế dòng plasma nóng, và các vùng sau đó lạnh hơn và mờ hơn so với môi trường xung quanh chúng.
Tuy nhiên, nhà vật lý năng lượng mặt trời Scott McIntosh thuộc Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia Mỹ, nói rằng việc dự đoán chu kỳ mặt trời dựa trên số lượng vết đen đếm được là một vấn đề, nó không phải là bằng chứng chính mà chỉ là thứ yếu. Bởi vì chu kỳ Hale cơ bản, chu kỳ từ tính 22 năm, là chu kỳ chính. Và chu kỳ vết đen mặt trời chỉ là một tập hợp con nhỏ của bức tranh lớn hơn này.
Chu kỳ Hale được phát hiện vào đầu thế kỷ 20 bởi nhà thiên văn học người Mỹ George Ellery Hale. Nó bao gồm hai chu kỳ vết đen mặt trời kéo dài 11 năm - khoảng thời gian để các cực hoán đổi hai lần, từ đó quay trở lại vị trí ban đầu của chúng. Chu kỳ Hale gần như trái ngược với chu kỳ 11 năm, được quan sát thấy trong một số hiện tượng. Đây là các cực từ thay đổi của cả vết đen và cực từ của mặt trời, cũng như cường độ của các tia vũ trụ thiên hà tại Trái đất.
Hoạt động của mặt trời khiến cho các tia vũ trụ khó tiếp cận Trái đất hơn, nhưng các chu kỳ mặt trời số lẻ và số chẵn có dạng sóng bức xạ vũ trụ khác nhau. Điều này được cho là do phân cực của từ trường mặt trời.
Nếu vậy thì điều gì tạo ra các vết đen? Theo các mô hình hiện tại, chúng có liên quan đến vòng quay của Mặt trời. Mặt trời xích đạo quay nhanh hơn so với các cực . Nếu các đường sức từ trường thẳng chạy dọc bị kéo theo chuyển động quay này, chúng sẽ bị kéo căng và cuối cùng bị rối, tạo ra các vùng từ trường mạnh tạm thời, cục bộ của từ trường mạnh, hoặc các vết đen.
McIntosh dự đoán là do từ trường bị động. Cụ thể, hệ thống bên trong Mặt trời là rất phức tạp, còn các nhà khoa học thì đang đơn giản hóa nó như các hệ thống vật lý khác, để thử và hiểu những gì đang xảy ra. Khoảng 60 năm trước, chúng ta đã có những ước lượng gần đúng với từ trường - rằng chúng rất nhỏ so với các chất lỏng trên Mặt trời. Do đó, khi hệ thống bên trong Mặt trời đang lưu thông, giống như hành tinh của chúng ta, chuyển động quay sẽ thúc đẩy sự lưu thông, làm nóng bầu khí quyển và với tất cả sự tuần hoàn này diễn ra, các từ trường chỉ bị kéo theo vòng tuần hoàn.
Các hình ảnh động cho thấy hiệu ứng này phù hợp với những dữ liệu quan sát được về vết đen, với từ trường ban đầu xuất hiện ở vĩ độ khoảng 30 độ. Tuy nhiên, theo McIntosh và các đồng nghiệp của ông, đó là bởi vì mô hình được tạo ra để giải thích chính xác điều này và duy nhất chỉ điều này. Còn một cách giải thích khác về vết đen, nó là một dạng giao thoa, được tạo ra bởi từ trường của các chu kỳ Hale chồng lên nhau.
McIntosh và các đồng nghiệp lần đầu tiên nhận thấy một mô hình xuất hiện trong dữ liệu vết đen mặt trời vào năm 2011, một sự chồng chéo trong cái được gọi là "biểu đồ con bướm". Đây là những biểu đồ vẽ các vết đen mặt trời xuất hiện theo vĩ độ theo thời gian. Khi họ phát hiện ra điều này, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm và điều tra cần thận nhiều dữ liệu lịch sử về vết đen mặt trời càng tốt mà họ có thể nắm được, từ những năm 1860. Họ nhận thấy rằng sự chồng chéo này tiếp tục xuất hiện. Vào cuối một chu kỳ vết đen mặt trời, khi các vết đen xuất hiện ngày càng gần đường xích đạo, sự xuất hiện của các vết đen của chu kỳ tiếp theo có thể được quan sát thấy ở các vĩ độ trung bình.
Các nhà nghiên cứu đã nhận ra đây là dấu hiệu cho thấy các dải hoạt động từ trường phân cực đối lập đang di chuyển ngang qua Mặt trời theo chu kỳ. Chúng sẽ chịu trách nhiệm cho chu kỳ vết đen mặt trời, hơn nữa các chu kỳ có thể tương tác với nhau, khi hai chu kỳ có sự phân cực trái dấu xen phủ nhau thì chúng giao thoa với nhau. Kết quả của điều này là các hệ thống từ trường ngăn cản lẫn nhau việc tạo ra các vết đen, và một khoảng thời gian có hoạt động vết đen tối thiểu xảy ra sau đó. Chu kỳ vết đen mặt trời là kết quả của sự tương tác giữa các chu kỳ từ trường lớn hơn này. Nói cách khác, nó giống như một mẫu giao thoa. Các từ trường luôn muốn triệt tiêu lẫn nhau.
Cách các sóng phân cực đối lập, biểu hiện là vết đen, chấm dứt ở đường xích đạo
Tuy nhiên, hiện những điều này vẫn chỉ là lý thuyết. Chẳng hạn chúng ta vẫn chưa biết điều gì thúc đẩy các dải hoạt động từ trường trên Mặt trời, các nhà nghiên cứu cho rằng đó có thể là sóng trọng lực, nhưng vẫn không có đủ thông tin và bằng chứng. Ý tưởng của McIntosh khá thú vị khi dự báo cho chu kỳ 25 gần hơn chu kỳ chính thức ở giai đoạn này.
Chúng ta sẽ phải cần nhiều dữ liệu hơn, đồng nghĩa với nhiều thời gian hơn để thu thập, sẽ cần phải quan sát các vĩ độ cao của Mặt trời, gần các cực, khi một chu kỳ mới hình thành. Các quan sát từ Trái đất thường không nhìn thấy các cực mặt trời, vì vị trí của Trái đất quay quanh xích đạo mặt trời, nhưng Tàu quỹ đạo Mặt trời của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ lao qua ngay vào thời điểm một chu kỳ mới bắt đầu.
McIntosh tin rằng có điều gì đó thực tế là dự đoán của nhóm ông gần với cách chu kỳ mặt trời 25 đã diễn ra, ít nhất các ý tưởng đó cũng cần được xem xét kỹ hơn và những cuộc điều tra nghiêm túc hơn. Ông nói rằng nhóm của mình đã phát hiện ra khá nhiều điều trong khoảng 10 năm, nhưng nó không lan tỏa trong cộng đồng khoa học. Những dự đoán của họ hoàn toàn trái ngược với những gì mà bảng đồng thuận đang hiển thị, và chúng ta thực sự cần phải xem lại cách các ngôi sao tạo ra từ trường.
>>> Hải quân Mỹ lắng nghe cá mú?
Nguồn sciencealert
Tự nhiên hay kỳ lạ?
Một Mặt trời phun trào không có gì lạ bởi vì tự nó đã phun trào thường xuyên khi trải qua các giai đoạn hoạt động cao và thấp, trong các chu kỳ kéo dài khoảng 11 năm. Tuy nhiên, những hoạt động hiện tại đã có một mức độ cao hơn đáng kể so với dự đoán chính thức của NASA và NOAA cho chu kỳ mặt trời hiện tại, thậm chí, những hiện tượng như vậy từ mặt trời đều đã liên tục vượt quá dự đoán kể từ tháng 9/2020. Tuy nhiên, một nhà khoa học về năng lượng mặt trời đã nói rằng ngay cả điều này cũng không phải là điều kỳ lạ.Nhà vật lý thiên văn năng lượng mặt trời Michael Wheatland của Đại học Sydney, Australia nói rằng không thể dự đoán một cách đáng tin cậy các chu kỳ mặt trời. Bởi chúng ta không hiểu kỹ về động lực học mặt trời, tạo ra từ trường được nhìn thấy trên bề mặt như những vết đen hay các đốm sáng. Đây là một trong những vấn đề nổi cộm trong vật lý thiên văn, sự thiếu chính xác trong dự đoán không có gì đáng ngạc nhiên. Tuy nhiên, bạn hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu do sự thiếu kiến thức về mặt trời - điều mà chúng ta cho là ảnh hưởng đến việc dự đoán các chu kỳ mặt trời - có nghĩa là chúng ta cần phải hoàn toàn suy nghĩ lại về cách nhìn nhận mặt trời? Và điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta dựa trên các dự đoán của mình dựa trên số liệu sai?
Chu kỳ hoạt động của mặt trời từ 11 đến 22 năm
Các chu kỳ Mặt trời có tác động rất lớn đến Hệ Mặt trời nhưng được hiểu tương đối kém. Các nhà khoa học đã xác định chắc chắn rằng chúng dường như liên kết chặt chẽ với từ trường Mặt trời, từ trường này cung quanh bề mặt Mặt trời của chúng ta theo các vòng xoắn, hình xoáy và vòng lặp. Cứ khoảng 11 năm một lần, các cực từ của Mặt trời thay đổi, từ bắc trở thành nam và ngược lại. Sự chuyển đổi này trùng với cái được gọi là cực đại mặt trời, được đặc trưng bởi hoạt động đỉnh điểm của vết đen mặt trời, tia lửa và khối lượng xung quanh (CME).Sự đảo ngược này khiến cho các hoạt động giảm về cường độ, trước khi tăng lên đến đỉnh một lần nữa. Ở thời điểm hiện tại, mặt trời đang trải qua giai đoạn leo thang của chu kỳ, thứ 25 kể từ khi chúng ta bắt đầu đếm. Chu kỳ hoạt động được đặc trưng và dự đoán dựa trên một số liệu, đó là số vết đen được nhìn thấy trên Mặt trời. Đây là những vùng tạm thời nơi từ trường đặc biệt mạnh, tạo điều kiện thuận lợi cho sự bùng phát của pháo sáng và CME. Chúng xuất hiện như những điểm tối vì từ trường ức chế dòng plasma nóng, và các vùng sau đó lạnh hơn và mờ hơn so với môi trường xung quanh chúng.
Tuy nhiên, nhà vật lý năng lượng mặt trời Scott McIntosh thuộc Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia Mỹ, nói rằng việc dự đoán chu kỳ mặt trời dựa trên số lượng vết đen đếm được là một vấn đề, nó không phải là bằng chứng chính mà chỉ là thứ yếu. Bởi vì chu kỳ Hale cơ bản, chu kỳ từ tính 22 năm, là chu kỳ chính. Và chu kỳ vết đen mặt trời chỉ là một tập hợp con nhỏ của bức tranh lớn hơn này.
Hoạt động của mặt trời khiến cho các tia vũ trụ khó tiếp cận Trái đất hơn, nhưng các chu kỳ mặt trời số lẻ và số chẵn có dạng sóng bức xạ vũ trụ khác nhau. Điều này được cho là do phân cực của từ trường mặt trời.
Lời giải thích về các vết đen
Điều quan trọng là nên hiểu rằng khoa học của con người không thực sự có những suy đoán tốt về những gì xảy ra bên trong Mặt trời. Người ta cho rằng từ trường Mặt trời được tạo ra bởi một "máy phát điện" bên trong ngôi sao này, một chất lỏng liên tục di chuyển, sự đối lưu và dẫn điện, chuyển động năng thành năng lượng từ trường, quay từ trường ra ngoài không gian xung quanh Mặt trời.Nếu vậy thì điều gì tạo ra các vết đen? Theo các mô hình hiện tại, chúng có liên quan đến vòng quay của Mặt trời. Mặt trời xích đạo quay nhanh hơn so với các cực . Nếu các đường sức từ trường thẳng chạy dọc bị kéo theo chuyển động quay này, chúng sẽ bị kéo căng và cuối cùng bị rối, tạo ra các vùng từ trường mạnh tạm thời, cục bộ của từ trường mạnh, hoặc các vết đen.
McIntosh dự đoán là do từ trường bị động. Cụ thể, hệ thống bên trong Mặt trời là rất phức tạp, còn các nhà khoa học thì đang đơn giản hóa nó như các hệ thống vật lý khác, để thử và hiểu những gì đang xảy ra. Khoảng 60 năm trước, chúng ta đã có những ước lượng gần đúng với từ trường - rằng chúng rất nhỏ so với các chất lỏng trên Mặt trời. Do đó, khi hệ thống bên trong Mặt trời đang lưu thông, giống như hành tinh của chúng ta, chuyển động quay sẽ thúc đẩy sự lưu thông, làm nóng bầu khí quyển và với tất cả sự tuần hoàn này diễn ra, các từ trường chỉ bị kéo theo vòng tuần hoàn.
Các hình ảnh động cho thấy hiệu ứng này phù hợp với những dữ liệu quan sát được về vết đen, với từ trường ban đầu xuất hiện ở vĩ độ khoảng 30 độ. Tuy nhiên, theo McIntosh và các đồng nghiệp của ông, đó là bởi vì mô hình được tạo ra để giải thích chính xác điều này và duy nhất chỉ điều này. Còn một cách giải thích khác về vết đen, nó là một dạng giao thoa, được tạo ra bởi từ trường của các chu kỳ Hale chồng lên nhau.
McIntosh và các đồng nghiệp lần đầu tiên nhận thấy một mô hình xuất hiện trong dữ liệu vết đen mặt trời vào năm 2011, một sự chồng chéo trong cái được gọi là "biểu đồ con bướm". Đây là những biểu đồ vẽ các vết đen mặt trời xuất hiện theo vĩ độ theo thời gian. Khi họ phát hiện ra điều này, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm và điều tra cần thận nhiều dữ liệu lịch sử về vết đen mặt trời càng tốt mà họ có thể nắm được, từ những năm 1860. Họ nhận thấy rằng sự chồng chéo này tiếp tục xuất hiện. Vào cuối một chu kỳ vết đen mặt trời, khi các vết đen xuất hiện ngày càng gần đường xích đạo, sự xuất hiện của các vết đen của chu kỳ tiếp theo có thể được quan sát thấy ở các vĩ độ trung bình.
Các nhà nghiên cứu đã nhận ra đây là dấu hiệu cho thấy các dải hoạt động từ trường phân cực đối lập đang di chuyển ngang qua Mặt trời theo chu kỳ. Chúng sẽ chịu trách nhiệm cho chu kỳ vết đen mặt trời, hơn nữa các chu kỳ có thể tương tác với nhau, khi hai chu kỳ có sự phân cực trái dấu xen phủ nhau thì chúng giao thoa với nhau. Kết quả của điều này là các hệ thống từ trường ngăn cản lẫn nhau việc tạo ra các vết đen, và một khoảng thời gian có hoạt động vết đen tối thiểu xảy ra sau đó. Chu kỳ vết đen mặt trời là kết quả của sự tương tác giữa các chu kỳ từ trường lớn hơn này. Nói cách khác, nó giống như một mẫu giao thoa. Các từ trường luôn muốn triệt tiêu lẫn nhau.
Chúng ta sẽ cần rất nhiều dữ liệu khác cho các dự đoán và mô tả về mặt trời
Dựa trên những phát hiện mới mẻ về sự giao thoa nói trên, McIntosh và nhóm của ông đã đưa ra những dự đoán về chu kỳ mặt trời hiện tại phù hợp với những quan sát ở thời điểm này, hơn là những dự đoán chính thức dựa trên số lượng vết đen.Tuy nhiên, hiện những điều này vẫn chỉ là lý thuyết. Chẳng hạn chúng ta vẫn chưa biết điều gì thúc đẩy các dải hoạt động từ trường trên Mặt trời, các nhà nghiên cứu cho rằng đó có thể là sóng trọng lực, nhưng vẫn không có đủ thông tin và bằng chứng. Ý tưởng của McIntosh khá thú vị khi dự báo cho chu kỳ 25 gần hơn chu kỳ chính thức ở giai đoạn này.
Chúng ta sẽ phải cần nhiều dữ liệu hơn, đồng nghĩa với nhiều thời gian hơn để thu thập, sẽ cần phải quan sát các vĩ độ cao của Mặt trời, gần các cực, khi một chu kỳ mới hình thành. Các quan sát từ Trái đất thường không nhìn thấy các cực mặt trời, vì vị trí của Trái đất quay quanh xích đạo mặt trời, nhưng Tàu quỹ đạo Mặt trời của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ lao qua ngay vào thời điểm một chu kỳ mới bắt đầu.
McIntosh tin rằng có điều gì đó thực tế là dự đoán của nhóm ông gần với cách chu kỳ mặt trời 25 đã diễn ra, ít nhất các ý tưởng đó cũng cần được xem xét kỹ hơn và những cuộc điều tra nghiêm túc hơn. Ông nói rằng nhóm của mình đã phát hiện ra khá nhiều điều trong khoảng 10 năm, nhưng nó không lan tỏa trong cộng đồng khoa học. Những dự đoán của họ hoàn toàn trái ngược với những gì mà bảng đồng thuận đang hiển thị, và chúng ta thực sự cần phải xem lại cách các ngôi sao tạo ra từ trường.
>>> Hải quân Mỹ lắng nghe cá mú?
Nguồn sciencealert
