Zenith: Advances in Space Exploration

Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao

giống như hàng tỷ ngôi sao khác trong vũ trụ.

Nó là một lò hạt nhân khổng lồ

ở trung tâm hệ hành tinh của chúng ta.

Và mặc dù sự sống trên trái đất

hoàn toàn phụ thuộc vào mặt trời,

nhưng chúng ta cũng cần từ trường và bầu khí quyển của hành tinh

để bảo vệ chúng ta

khỏi những bức xạ cực đoan của mặt trời.

Thông thường, mặt trời phóng ra những vụ nổ plasma khổng lồ.

Và trên trái đất, một vụ phun trào khối lượng vành nhật hoa tấn công trực tiếp

sẽ tàn phá lưới điện,

thông tin liên lạc và các vệ tinh.

Dịch: sexyca - HDVietnam Copyright © 2023 by sexyca All right reserved

Năm 1859 là một năm hoạt động cực đoan của mặt trời.

Vào tháng 9 năm đó,

Nhà thiên văn học Richard Carrington đang phác thảo các vết đen

khi ông quan sát thấy một sự kiện sáng cường độ cao.

Chưa đầy 18 giờ sau,

cực quang đã được nhìn thấy trên khắp thế giới.

Chúng mở rộng đến các vĩ độ thấp,

nơi hiện tượng này hiếm khi được nhìn thấy.

Các nhà khai thác điện báo trên khắp châu Âu và Bắc Mỹ

đã báo cáo các trục trặc

bao gồm điện giật và dây phát ra tia lửa.

Đây là lần đầu tiên các cơn bão mặt trời

được liên kết với cực quang

và các nhiễu loạn điện và từ trên trái đất,

và nó được gọi là hiệu ứng Carrington.

Kể từ những năm 1700,

một sự dao động định kỳ đã được quan sát

về số lượng vết đen mặt trời,

nhưng một cái nhìn sâu sắc hơn về hành vi của mặt trời

không xuất hiện cho đến năm 1958.

James Van Allen là nhà khoa học chính

của vệ tinh đầu tiên của Mỹ, Explorer 1.

Nó được trang bị một máy dò tia vũ trụ.

Tám, bảy, sáu,

năm, bốn, ba, hai, một.

Vụ phóng đã thành công,

nhưng quỹ đạo đạt được có hình elip cao

với điểm cực đại lớn hơn nhiều so với dự kiến.

Khi độ cao của nó thay đổi,

sự thay đổi trong các lần đọc của máy dò

cho thấy các hạt tích điện

bị mắc kẹt trong các dải xung quanh trái đất.

Chúng được gọi là vành đai Van Allen.

Đó là một khám phá với ý nghĩa sâu rộng.

Các hạt tích điện năng lượng

tạo nên vành đai Van Allen phát ra từ mặt trời

và bị chặn lại bởi từ trường của Trái đất.

Chúng dao động theo hoạt động của mặt trời

và chúng gây rủi ro cho tàu vũ trụ

phải đi qua chúng.

Năm trước,

Nhà vật lý Eugene Parker,

làm việc tại Đại học Chicago,

đã dự đoán rằng một dòng hạt tích điện liên tục

sẽ tuôn ra từ mặt trời.

Ông gọi nó là gió mặt trời.

Cộng đồng thiên văn đã miễn cưỡng

chấp nhận ý tưởng này.

Chẳng mấy chốc, lý thuyết của ông đã được chứng minh

khi các tàu vũ trụ đầu tiên của Nga và Mỹ

bắt đầu phát hiện ra một dòng hạt tích điện không dứt.

Gió mặt trời giải thích tại sao đuôi sao chổi

luôn hướng ra xa mặt trời.

Lý thuyết gió mặt trời siêu thanh của Parker

dự đoán một dòng plasma biến đổi,

các hạt tích điện, tràn ngập hệ mặt trời.

Từ trường của Trái đất làm chệch hướng phần lớn gió Mặt trời,

bảo tồn bầu khí quyển của Trái đất.

Năm 1995,

Đài quan sát Mặt trời và Nhật quyển (SOHO) được ra mắt.

SOHO theo dõi mặt trời từ một điểm

mà lực hấp dẫn từ Trái đất

và từ mặt trời tác dụng lực bằng nhau,

giữ cho tàu thăm dò ở quỹ đạo ổn định.

SOHO cho chúng ta hình ảnh rõ nét về gió mặt trời.

Thiết bị LASCO của nó che khuất đĩa trung tâm của mặt trời,

để lộ hào quang, bầu khí quyển của mặt trời.

Các hành tinh cũng có thể nhìn thấy rõ ràng.

Các đường ngang bao quanh chúng

là do độ sáng của chúng

lấn át cảm biến của camera.

Kính viễn vọng hình ảnh tia cực tím cực mạnh của SOHO

có thể nhìn thấy sóng phát ra từ các vết lóa mặt trời,

gây nhiễu giống như tuyết trong cảm biến hình ảnh.

Bức xạ mặt trời trong vùng cực tím

thay đổi từ phút này sang phút khác

và trong chu kỳ 11 năm của mặt trời.

Hoạt động của mặt trời tạo ra thủy triều trong bầu khí quyển của Trái đất,

thủy triều này tăng theo độ cao.

Điều này giống như lực cản do các vệ tinh có quỹ đạo thấp cảm nhận được.

Các hệ thống thông tin liên lạc cũng có thể bị ảnh hưởng,

đặc biệt là các dịch vụ GPS.

Thường xuyên theo dõi hành vi của mặt trời là rất quan trọng.

Và vào năm 2010, NASA đã phóng Đài quan sát Động lực học Mặt trời (SDO).

Nó quay quanh Trái đất theo phương pháp địa tĩnh (Quỹ đạo địa tĩnh là quỹ đạo tròn ngay phía trên xích đạo Trái Đất. Bất kỳ điểm nào trên mặt phẳng xích đạo đều quay tròn xung quanh Trái Đất theo cùng một hướng và với cùng một chu kỳ quay của Trái Đất.)

ở độ nghiêng 28 độ,

giúp nó có thể nhìn thấy mặt trời liên tục.

SDO quan sát ở một số bước sóng khác nhau

tương ứng với các nhiệt độ khác nhau,

mỗi bước sóng cho thấy các hoạt động khác nhau

từ bề mặt, đến vành nhật hoa

và các vùng phát sáng.

Mặt trời không ở thể rắn.

Thay vì quay, nó xoáy.

Ở xích đạo, cứ 25 ngày nó lại quay một lần.

Ở hai cực, phải mất 38 ngày.

Nó ở trạng thái plasma,

vật chất cực nóng được tạo thành từ các electron và ion lỏng lẻo.

Plasma là chất dẫn điện tuyệt vời

và sự chuyển động của mặt trời

tạo ra các đường sức từ quấn vào nhau.

Bề mặt của mặt trời, được gọi là quang quyển,

có nhiệt độ khoảng 6.000 độ Kelvin

và được quan sát rõ nhất ở phần nhìn thấy được của quang phổ.

Ở đây, các vết đen xuất hiện dưới dạng các vùng tối

nơi từ thông cản trở sự đối lưu.

Đây là về kích thước của Trái đất.

Ngoài quang phổ khả kiến,

các vòng từ tính ở cùng khu vực trở nên nhìn thấy được.

Các tầng thấp hơn của bầu khí quyển của mặt trời, sắc quyển,

chứng kiến lực hấp dẫn nhường chỗ cho các lực từ,

và nhiệt động lực

với nhiệt độ tăng lên 8.000 độ Kelvin.

Càng đi xa hơn trong khí quyển mặt trời,

một dải hẹp được gọi là vùng chuyển tiếp

chứng kiến nhiệt độ tăng lên hơn 500.000 độ Kelvin.

Trong vành nhật hoa, được nhìn thấy ở đây trong nhật thực,

nó tăng lên một triệu độ Kelvin.

Tại sao điều này xảy ra lại không được hiểu đầy đủ.

Bầu khí quyển là nơi tạo ra thời tiết mặt trời.

Các vết lóa mặt trời xuất hiện dưới dạng các chớp sáng,

các vụ nổ bức xạ điện từ

từ sóng vô tuyến đến tia gamma.

Các vết lóa mặt trời từ một số ngôi sao khác

lớn hơn nhiều so với từ mặt trời của chúng ta.

Và đôi khi, những ngôi sao nhỏ hơn được gọi là sao lùn đỏ

biểu lộ những vết lóa mặt trời cực đoan.

Đài quan sát Tia Gamma Swift được thiết kế

để nhanh chóng định vị các vụ nổ tia gamma và tia X ngắn.

Vào tháng 4 năm 2014,

Swift nhìn thấy một vết lóa mặt trời phát ra từ DGCVn.

Vụ nổ ban đầu của nó mạnh gấp 10.000 lần

so với bất kỳ vết lóa nào từ mặt trời.

Đó là đợt bùng phát đầu tiên trong số bảy đợt bùng phát

kéo dài trong hai tuần.

DGCVn là một sao lùn đỏ có kích thước bằng một phần ba mặt trời

và nó quay nhanh gấp đôi mặt trời.

Điều này cho phép nó tạo ra một từ trường mạnh hơn nhiều.

Người ta cho rằng cường độ từ trường của ngôi sao

có liên quan đến cường độ của các vết lóa mà nó phát ra.

Các vụ phun trào khối lượng vành nhật hoa lại khác.

Chúng là những đám mây plasma khổng lồ

phóng ra từ các lớp bên ngoài của mặt trời.

Chúng di chuyển cùng với gió mặt trời.

Mặc dù chúng thường được liên kết với các vết lóa mặt trời,

nhưng các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể thiết lập

một mối quan hệ trực tiếp.

Quan sát mặt trời ở các bước sóng khác nhau

mang lại các kết quả đọc nhiệt độ rất chính xác

và sự gia tăng đáng kể nhiệt độ

khi di chuyển ra khỏi bề mặt

đã khiến các nhà khoa học hoàn toàn bối rối.

Năm, bốn, ba, hai.

Năm 1990, một tàu vũ trụ mới được phóng.

Đánh lửa và cất cánh Tàu vũ trụ Discovery

và Ulysses

hướng tới các vùng cực của mặt trời.

Tàu thăm dò Ulysses hướng tới mặt trời,

nhưng phải đi một chặng đường dài.

Các nhà nghiên cứu mặt trời

muốn có một cái nhìn khác về ngôi sao của chúng ta.

Hệ mặt trời hình thành

từ một đám mây khí và bụi khổng lồ.

Khi nó sụp đổ, nó bắt đầu quay, tạo thành một cái đĩa.

Tất cả các hành tinh quay quanh mặt phẳng của đĩa này

được gọi là đường hoàng đạo.

Ulysses sẽ nhìn vào các cực,

những phần của mặt trời không thể nhìn thấy

từ điểm quan sát trên mặt đất của chúng ta.

Ulysses đã di chuyển qua Sao Mộc

sử dụng lực hấp dẫn mạnh mẽ của hành tinh khổng lồ này

để thay đổi hướng đi của nó.

Nó tiếp cận trên một con đường

đưa nó qua cực bắc của hành tinh.

Điều này làm cong quỹ đạo của tàu thăm dò bên dưới đường hoàng đạo

để nó có thể nhìn thấy mặt trời từ quỹ đạo cực.

Từ Ulysses,

chúng ta biết được rằng từ trường của mặt trời

đảo ngược sau mỗi 11 năm,

và gió mặt trời từ cực nam năng động hơn

nhanh hơn từ các vùng xích đạo,

nhưng cực nam không có vị trí rõ ràng.

Điều rõ ràng duy nhất về mặt trời

là nó liên tục thay đổi.

Bây giờ, các nhà vật lý

muốn có thể nhìn thấy khuôn mặt của mặt trời mà không thể nhìn thấy từ Trái đất.