Cuối cùng đã tìm ra cơ chế kích hoạt năng lượng Mặt trời

Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đã rất ngỡ ngàng trước những vụ bộc phát mãnh liệt và không thể đoán trước của những tia plasma phát ra từ Mặt trời.

Đôi khi những vụ nổ này dữ dội đến mức tạo ra cực quang và có thể gây trở ngại cho hoạt động viễn thông trên Trái Đất.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế nghĩ rằng, họ có thể đã xác định được cơ chế của những vụ phun trào này. Ngược lại với những giả định trước đó, cả hai vụ nổ Mặt trời lớn và nhỏ dường như đều bị gây ra bởi cùng một quá trình kịch tính.

Nếu giả thuyết mới được khẳng định, các nhà khoa học không những dự đoán được thời gian xảy ra các vụ nổ Mặt trời, mà còn ngăn ngừa được những thiệt hại to lớn xảy ra trên Trái Đất. Hiện tại, chúng ta biết rằng Mặt trời đi theo một mô hình hoạt động khoảng 11 năm, nhưng việc dự đoán chính xác về thời gian và địa điểm xảy ra những vụ bốc cháy của Mặt trời rất khó khăn.

Các nhà khoa học có thể đã xác định được cơ chế của những vụ phun trào trên Mặt Trời.

Peter Wyper - nhà nghiên cứu hàng đầu thuộc Trường đại học Durham ở Anh cho biết: "Việc hiểu rõ quy mô tất cả các vụ phun trào của Mặt trời sẽ giúp chúng ta dự đoán tốt hơn các hoạt động của Mặt trời".

"Ở những nơi gió Mặt trời (coronal mass ejections – CME) có quy mô lớn, một lượng khổng lồ tia plasma, bức xạ và hạt năng lượng cao của Mặt trời sẽ được giải phóng. Quá trình này có thể ảnh hưởng đến không gian xung quanh chúng, bao gồm cả không gian gần Trái Đất. Chúng có thể cản trở các vệ tinh liên lạc, vì vậy việc hiểu biết và theo dõi hoạt động này rất có lợi cho giới nghiên cứu", Peter Wyper nói thêm.

Nhóm nghiên cứu đã mô phỏng bằng 3D hai dạng chính của các vụ phun trào Mặt trời: Những tia nhỏ tạo ra một số ít plasma và các đợt gió Mặt trời lớn hơn có thể tạo ra những đám mây plasma và từ trường khổng lồ. Những "sản phẩm" này xảy ra trong không gian với một tốc độ cực kì nhanh.

Các nhà nghiên cứu đều biết rằng, cả hai loại phun trào này đều liên quan đến mật độ plasma thấp trong bầu khí quyển của Mặt trời. Chúng tạo thành những sợi dây có hình như những con rắn. Tuy nhiên, không ai biết được nguyên nhân gây ra những vụ phun trào ở nhiều quy mô như chúng ta đã chứng kiến.

Những trận gió Mặt trời khổng lồ. (Ảnh: NASA).

Nhờ các mô hình mới, nhóm nghiên cứu đã chứng minh được rằng: Cả hai kích thước của các tia được kích hoạt để phun trào có được là nhờ vào các đường từ trường. Các đường này nằm ở trên bề mặt của Mặt trời, chúng tạo ra một quá trình gọi là kết nối từ gồm phá vỡ và nối lại.

Quá trình này tương tự như quá trình tạo ra gió Mặt trời khổng lồ - đã được biết trước đó. Nhưng mãi đến bây giờ người ta mới biết cách nó liên kết với các vòi phun tia plasma quy mô nhỏ.

Wyper cho biết: "Trước đây người ta nghĩ rằng có nhiều trình điều khiển khác nhau cho các vụ phun trào từ Mặt trời. Nhưng nghiên cứu của chúng tôi đã cung cấp mô hình phổ quát về mặt lý thuyết cho hoạt động này. Kết quả nghiên cứu mới thật sự rất hấp dẫn".

Các nhà khoa học gọi giả thuyết mới của họ là "mô hình đột phá", bởi vì về cơ bản nó liên quan đến một sợi plasma được nén chặt. Sợi dây này không ngừng đẩy sức ép của từ trường trước khi nó bị đứt và lao vào không gian.

Vì vậy, nếu nối lại từ tính gây ra những trận bão Mặt trời lớn và nhỏ thì điều gì làm cho chúng có sự khác biệt về quy mô? Qua việc nghiên cứu sức mạnh cũng như cấu trúc của các từ trường xung quanh sợi dây, các nhà khoa học đã xác định được những kiểu phun trào có thể xảy ra.

Mô hình đột phá này giúp chúng ta có một hình ảnh thống nhất về những gì đang diễn ra ở Mặt trời.

Dựa trên thông tin này, họ có thể dự đoán tốt hơn những gì Mặt trời sẽ làm. Điều này rất quan trọng bởi vì gió Mặt trời không chỉ đóng vai trò trong việc tạo ra những luồng sáng ngoạn mục thường được thấy ở các cực từ của Trái đất. Nó còn phóng ra các bức xạ điện từ mà có thể gây ảnh hưởng đến truyền dẫn vô tuyến, vệ tinh liên lạc và gây nguy hiểm cho các phi hành gia.

Richard DeVore - một trong những nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Không gian Goddard của NASA cho biết: "Mô hình đột phá này giúp chúng ta có một hình ảnh thống nhất về những gì đang diễn ra ở Mặt trời. Trong đó, chúng ta có thể nâng cao sự hiểu biết về những loại phun trào của Mặt trời và đưa ra những dự đoán cũng như hiểu rõ hơn về hậu quả mà chúng gây ra".

Tuy thu được nhiều kết quả nhưng cho đến nay giả thuyết này vẫn chưa được kiểm chứng. Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu dự định xác nhận mô hình của họ bằng các quan sát có độ phân giải cao về bầu khí quyển của Mặt trời. Những dữ liệu hiện tại không có sẵn, nhưng hy vọng trong tương lai giới khoa học sẽ công bố những phát hiện đột phá mới về vấn đề này.

Toàn bộ nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature.