Dự báo thời tiết qua hình dáng... Mặt trời

Những vết đen trên Mặt trời là nguồn gốc của những chớp lóe, có ảnh hưởng lớn lên những quá trình dưới Trái đất. Nhưng tiếc rằng những quan sát ấy chỉ cho phép người ta dự đoán thời tiết trên Trái đất sớm được có vài giờ. Gần đây, một nhóm các nhà vật lý thuộc ĐH Stanford (Hoa Kỳ) cho biết họ đã tìm ra được phương pháp phát hiện các vết đen khi chúng chưa xuất hiện từ đó có thể dự báo sớm hơn các hiện tượng thời tiết trên Trái đất.

>>> Bão mặt trời tàn phá mạnh hơn trong vài thập kỷ tới

Các vết đen trên Mặt trời là những điểm mà nhiệt độ bị giảm xuống từ 1.500 đến 2.000 độ C. Có thể quan sát thấy vết này bằng các dụng cụ quang học, đôi khi bằng mắt thường.

Từ 800 năm trước người Trung Quốc đã biết đến các vết đen trên Mặt trời và ở phương Tây, các nhà chiêm tinh đã ghi chép cẩn thận từ năm 1128. Từ năm 1610, Mặt trời đã được Galilée và Sheiner theo dõi bằng kính viễn vọng.

Nếu Sheiner coi “vết đen” là bóng của một hành tinh nào đó đi ngang qua, thì Galilée là người đầu tiên đề xuất vết đen là một phần của chính Mặt trời. Nhờ vào quan sát này mà ông đã phát hiện ra sự quay của các hành tinh xung quanh nó.

Những quan sát tiếp theo vào thế kỷ XIX đã cho phép xác định được tính chu kỳ của các hoạt động của Mặt trời (trung bình chúng kéo dài 1 năm). Vào năm 1845, D. Henry và C. Alexander, trường ĐH Princeton nhận thấy rằng các vết đen trên Mặt trời phát ra ít tia bức xạ hơn so với các vùng xung quanh.

Đến thế kỷ XX người ta mới biết bản chất vật lý của nó. Đó là những kích thích từ, ngăn cản sự đối lưu tự do của plasma, gây ra sự trao đổi nhiệt. Số lượng và kích thước vết đen là một chỉ số rõ ràng để xác định hoạt tính từ của Mặt trời. Thời gian tồn tại các vết đen này là vài tháng.

Chính vết đen gây ra những vụ chớp trên Mặt trời, tuy chỉ diễn ra trong vài phút nhưng đổ xuống Trái đất một năng lượng rất lớn (tương đương vài megaton chất nổ trotyl). Dòng bức xạ và các hạt mang điện tốc độ cao phát tán vào vũ trụ, xuống tới Trái đất sẽ gây ra hiện tượng cực quang, các dụng cụ điện và thiết bị điện tử sẽ bị hư hỏng, kể cả những vệ tinh trên quỹ đạo và tác động đến cả người và động vật.

Như vậy, nếu dự đoán được các vết đen trên Mặt trời trước vài ngày thì sẽ giúp những người trên Trái đất đề phòng và vô hiệu hóa được tác động của các tia chớp mặt trời, giảm nhẹ được thiệt hại. Chẳng hạn tắt những thiết bị nhạy cảm đang hoạt động, ngừng một số dây chuyền sản xuất bị ảnh hưởng, người không ra khỏi nhà, có biện pháp bảo vệ các bệnh nhân tim mạch… Song tiếc rằng hiện nay chúng ta mới chỉ biết các vụ chớp trên mặt trời vài ngày trước khi diễn ra.

Theo các nhà khoa học trường Đại học Stanford, có thể phát hiện những vết đen trên Mặt trời sớm hơn nhờ phương pháp sóng âm, tựa như phương pháp địa chấn cho phép nghiên cứu chuyển động của các lớp đất đá thông qua việc quan sát sóng địa chấn. Phương pháp sóng âm cũng tựa như vậy, quan sát dòng chảy rối của plasma, có thể “nhìn” vào chiều sâu của các ngôi sao, mà ở đây là Mặt trời.

Theo các nhà nghiên cứu, các vết đen có kích thước đủ lớn sẽ làm sóng âm nhanh lên 12-16 giây. Tính toán cho thấy, phương pháp này cho phép phát hiện những vết đen trên Mặt trời ở chiều sâu tới 60.000km. Điều này có nghĩa là có thể phát hiện ra được các vết đen vài ngày trước khi có thể quan sát được chúng một cách rõ ràng.

Ngày nay, những vệ tinh thăm dò SOHO và SDO thường xuyên ghi nhận các hoạt động âm thanh và gửi về Trái đất. Vì vậy trong thời gian vừa qua, các nhà khoa học đã dự đoán được sự xuất hiện của năm vết đen trên Mặt trời, mà hai trong số đó là nguyên nhân của những tia chớp trên Mặt trời.

Từ khóa liên quan:

SOHO

SDO

vệ tinh

vết đen

mặt trời

vệ tinh thăm dò

tia bức xạ

thời tiết

chớp mặt trời

bão mặt trời

phương pháp sóng siêu âm

sóng địa chấn