Bão bức xạ Mặt Trời mạnh nhất hơn 20 năm, hé lộ cơ chế bùng phát năng lượng

Mới đây, bão bức xạ Mặt Trời cấp S4 tác động tới Trái Đất, với bức xạ Mặt Trời mạnh nhất trong hơn 20 năm qua.

Hoạt động Mặt Trời tăng khiến cực quang xuất hiện rực rỡ hơn khi các hạt năng lượng từ phun trào khối lượng vành nhật hoa ập đến từ trường Trái Đất, tương tác với các khí trong khí quyển và tạo ra những dải sáng nhiều màu sắc trên bầu trời.

Theo Space Weather Prediction Center, cực quang lần này có thể quan sát được ở phần lớn khu vực phía bắc nước Mỹ, thậm chí lan xuống Alabama và miền bắc California.

Theo Science News, các quan sát độ phân giải cao mới nhất từ sứ mệnh Solar Orbiter của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) cho thấy bùng phát Mặt Trời được kích hoạt bởi chuỗi tái kết nối từ trường liên tiếp, giải phóng năng lượng khổng lồ.

Quá trình này tạo ra hiện tượng các "giọt plasma" rơi như mưa khắp bầu khí quyển của Mặt Trời.

Bùng phát Mặt Trời là những vụ giải phóng năng lượng cực mạnh xảy ra trên Mặt Trời. Hiện tượng này hình thành khi năng lượng tích tụ trong các trường từ bị xoắn rối được giải phóng đột ngột thông qua quá trình gọi là "tái kết nối từ trường".

Chỉ trong vài phút, các đường sức từ đan chéo nhau và có hướng ngược chiều sẽ bị đứt gãy, sau đó kết nối lại.

Những đường sức từ vừa được tái kết nối có thể nhanh chóng làm nóng plasma lên tới hàng triệu độ và gia tốc các hạt năng lượng cao rời khỏi khu vực tái kết nối, từ đó có thể tạo ra một vụ bùng phát Mặt Trời.

Các vụ bùng phát mạnh nhất có thể khởi phát chuỗi phản ứng dẫn tới bão địa từ trên Trái Đất, thậm chí gây gián đoạn thông tin vô tuyến, vì vậy việc theo dõi và hiểu rõ cơ chế của chúng là điều đặc biệt quan trọng.

Tuy nhiên, những chi tiết tinh vi về cách thức lượng năng lượng khổng lồ này được giải phóng nhanh chóng như vậy vẫn là câu hỏi chưa có lời giải rõ ràng trong thời gian dài.

Bộ dữ liệu quan sát từ Solar Orbiter, được thu thập đồng thời bởi bốn thiết bị khoa học của sứ mệnh, đã giúp tái hiện bức tranh toàn diện nhất từ trước đến nay về một vụ bùng phát Mặt Trời, qua đó làm sáng tỏ cơ chế giải phóng năng lượng đứng sau hiện tượng này.

Các hình ảnh có độ phân giải cao từ thiết bị chụp ảnh cực tím EUI của Solar Orbiter đã phóng đại những cấu trúc chỉ rộng hàng trăm kilomet trong tầng khí quyển ngoài cùng của Mặt Trời (vành nhật hoa), ghi lại những thay đổi sau mỗi hai giây,

Ba thiết bị khác gồm SPICE, STIX và PHI đã phân tích nhiều lớp độ sâu và dải nhiệt độ khác nhau, từ vành nhật hoa xuống tới bề mặt nhìn thấy của Mặt Trời, gọi là quang quyển.

"Những quan sát chi tiết với tần suất cao như thế này không phải lúc nào cũng thực hiện được, do giới hạn về thời gian quan sát và vì các dữ liệu này chiếm rất nhiều dung lượng bộ nhớ trên máy tính của tàu vũ trụ", TS Pradeep Chitta, nhà thiên văn học tại Viện Nghiên cứu Hệ Mặt Trời Max Planck cho biết.

Các quan sát từ Solar Orbiter đã giúp làm rõ "động cơ trung tâm" chi phối các giai đoạn tiền bùng phát và bùng phát mạnh của Mặt Trời, cho thấy năng lượng được giải phóng dưới dạng một trận lở từ trường.

"Những dòng ‘mưa plasma’ này là dấu hiệu của sự lắng đọng năng lượng và trở nên ngày càng mạnh hơn khi vụ bùng phát tiến triển.

Ngay cả sau khi bùng phát suy giảm, hiện tượng ‘mưa’ này vẫn tiếp diễn trong một thời gian", tiến sĩ Chitta nói.

Những quan sát của Solar Orbiter đã hé lộ động cơ trung tâm của các vụ bùng phát Mặt Trời và nhấn mạnh vai trò then chốt của cơ chế giải phóng năng lượng từ trường theo kiểu trận lở.