Khi mặt trời gần đến đỉnh của chu kỳ mặt trời hiện tại, ngôi sao của chúng ta ngày càng hoạt động tích cực. Và theo các nhà khoa học, đỉnh đó có thể xảy ra sớm hơn dự đoán.
Cứ sau 11 năm hoặc lâu hơn, mặt trời trải qua các giai đoạn hoạt động năng lượng mặt trời thấp và cao, có liên quan đến số lượng vết đen trên bề mặt của nó. Những vùng tối này, một số trong đó có thể đạt kích thước bằng Trái đất hoặc lớn hơn, được điều khiển bởi từ trường chuyển dịch liên tục và mạnh mẽ của mặt trời.
Trong suốt một chu kỳ mặt trời, mặt trời sẽ chuyển từ giai đoạn yên tĩnh sang giai đoạn hoạt động mạnh mẽ. Trong thời kỳ cực đại của hoạt động, được gọi là cực đại của mặt trời, các cực từ của mặt trời bị đảo lộn. Sau đó, mặt trời sẽ yên lặng trở lại trong thời gian cực tiểu của mặt trời.
Ban đầu, hoạt động cao điểm được dự báo sẽ bắt đầu vào tháng 7 năm 2025. Giờ đây, các chuyên gia tin rằng đỉnh theo chu kỳ có nhiều khả năng sẽ diễn ra vào giữa đến cuối năm 2024.
TĂNG TỐC HOẠT ĐỘNG MẶT TRỜI
Chu kỳ mặt trời hiện tại, được gọi là Chu kỳ Mặt trời 25, đang hoạt động hết công suất, hơn cả mong đợi. Các nhà khoa học tại Trung tâm Dự báo Thời tiết Không gian của Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia ở Boulder, Colorado, đã theo dõi nhiều vết đen mặt trời hơn so với những vết đen được tính ở đỉnh của chu kỳ trước.
Mark Miesch, nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm Dự đoán Thời tiết Không gian cho biết: “Không có hai chu kỳ mặt trời nào giống nhau. Cực đại năng lượng mặt trời này là thời tiết không gian tương đương với mùa bão. Đó là khi chúng ta nhìn thấy những cơn bão lớn nhất. Nhưng không giống như mùa bão kéo dài vài tháng, cực đại năng lượng mặt trời kéo dài vài năm.”
Hoạt động gia tăng cũng bao gồm các vết lóa mặt trời mạnh và các vụ phun trào khối vành nhật hoa, hoặc các đám mây khí ion hóa lớn gọi là plasma và từ trường bùng phát từ bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời. Các cơn bão mặt trời do mặt trời tạo ra có thể ảnh hưởng đến lưới điện, GPS và hàng không cũng như các vệ tinh trên quỹ đạo thấp của Trái đất. Những sự kiện này cũng gây ra mất điện vô tuyến và thậm chí gây rủi ro cho các sứ mệnh không gian của phi hành đoàn.
Một sự cố nổi tiếng đã xảy ra khi một loạt vụ phóng vật chất vành nhật hoa phun ra từ mặt trời vào ngày 29 tháng 1 năm 2022, khiến bầu khí quyển bên ngoài của Trái đất nóng lên và giãn nở. Việc mở rộng này đã khiến 38 trong số 49 vệ tinh Starlink do SpaceX phóng lên bị bốc cháy.
Nhưng sự gia tăng hoạt động không phải là bất thường và nó sẽ chỉ tiếp tục khi năng lượng mặt trời đạt cực đại.
Tiến sĩ Alex Young, phó giám đốc khoa học thuộc Bộ phận Khoa học Vật lý Mặt trời của NASA tại Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard ở Greenbelt, Maryland cho biết: “Điều đó hoàn toàn bình thường. Những gì chúng ta đang thấy nhìn chung là hoàn toàn được dự kiến. Khi bạn tiến gần đến cực đại của mặt trời, bạn sẽ thấy nhiều vết đen xuất hiện thành cụm hơn. Những vết đó đôi khi sẽ lớn hơn và tồn tại lâu hơn.
Khi cực đại của mặt trời gần đến, các đám đen mặt trời sẽ hình thành với tần suất ngày càng lớn hơn, dẫn đến sự gia tăng hoạt động.
Miesch cho biết: “Khi chúng ta ngày càng phụ thuộc vào công nghệ, lưới điện, vệ tinh, máy bay và GPS, tác động của thời tiết không gian sẽ tăng lên vì đây là những loại hệ thống bị ảnh hưởng bởi bão mặt trời. Mặc dù chu kỳ đặc biệt này không có gì đáng kể theo quan điểm của mặt trời, nhưng đó là theo quan điểm của chúng ta.”
DỰ ĐOÁN NHỮNG GÌ MẶT TRỜI SẼ LÀM
Scott McIntosh, phó giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia, và Robert Leamon, một nhà khoa học nghiên cứu liên kết tại Viện Vật lý Nhật năng Hành tinh Goddard, cùng với các cộng tác viên, dẫn đầu các dự đoán mới về mức cực đại của Mặt trời. Viện là sự hợp tác của Đại học Maryland, Quận Baltimore, Đại học Maryland, College Park và Đại học Hoa Kỳ với NASA.
Thay vì theo dõi các vết đen, các nhà nghiên cứu tập trung vào cái mà họ gọi là “điểm kết thúc,” thời điểm khi hoạt động từ một chu kỳ mặt trời biến mất khỏi bề mặt mặt trời, sau đó là sự gia tăng mạnh hoạt động của mặt trời trong chu kỳ mới.
Các vết đen Mặt Trời được coi là yếu tố then chốt trong dự đoán chu kỳ Mặt Trời, nhưng Leamon cho biết ông và các đồng nghiệp tin rằng việc theo dõi hoạt động từ tính dẫn đến các vết đen Mặt Trời có thể mang lại những dự đoán chính xác hơn.
Khi đạt đến mức tối đa của mặt trời, hoạt động này có thể tồn tại trong nhiều năm.
Trên thực tế, số lượng các vết lóa mặt trời đạt cực đại sau cực đại, Leamon nói. Sự gia tăng xảy ra trong giai đoạn tăng của các chu kỳ mặt trời được đánh số chẵn và trong giai đoạn giảm của các chu kỳ lẻ.
Ông nói: “Đỉnh điểm của hậu quả là sau mức tối đa trong vài năm, vì vậy những tác động lớn nhất ở đây trên Trái đất sẽ xảy ra sau mức tối đa. Đó là khi bạn mong đợi được xem pháo hoa lớn nhất. Ngay cả khi có ít vết đen mặt trời hơn, chúng vẫn hoạt động hiệu quả hơn.”
Miesch cho biết rằng mặc dù thường mất khoảng bốn năm để chuyển từ trạng thái cực tiểu sang cực đại của năng lượng mặt trời, nhưng không có đỉnh đơn giản nào cho cực đại vì mặt trời rất hay thay đổi, Miesch nói.
Đôi khi hai cực đại xảy ra trong một số chu kỳ mặt trời khi bán cầu bắc và nam của mặt trời không đồng bộ, Young nói. Điều này có thể xảy ra khi số lượng vết đen ở một bán cầu đạt cực đại vào thời điểm khác với bán cầu kia, gây ra cực đại mở rộng.
Miesch cho biết mức cực đại của mặt trời có thể kéo dài khoảng hai năm trước khi mọi thứ chết đi, nghĩa là khả năng xảy ra bão mặt trời có thể duy trì ở mức cao lâu hơn so với mức đỉnh thực tế.
CỰC QUANG BẮC VÀ NAM
Tuy nhiên, một tác dụng phụ tích cực hơn của hoạt động năng lượng mặt trời gia tăng là cực quang nhảy múa xung quanh các cực của Trái đất, được gọi là cực quang phía bắc và cực quang phía nam.
Khi các hạt được cung cấp năng lượng từ các vụ phun trào khối vành nhật hoa đến từ trường của Trái đất, chúng tương tác với các khí trong khí quyển để tạo ra ánh sáng có màu khác nhau trên bầu trời.
Các cơn bão địa từ do mặt trời điều khiển vào tháng 2 và tháng 4 khiến cực quang có thể nhìn thấy ở những nơi hiếm khi nhìn thấy chúng, bao gồm cả những nơi xa về phía nam như New Mexico, Missouri, Bắc Carolina và California ở Hoa Kỳ, và phía đông nam nước Anh và các khu vực khác của Vương quốc Anh.
Young cho biết, tùy thuộc vào vị trí, cực quang có thể không phải lúc nào cũng nhìn thấy được, nhưng chúng cũng có thể tạo ra màn hình đầy màu sắc ở đường chân trời.
Đối với những người quan tâm đến việc nhìn thấy cực quang dữ dội hơn trong tương lai, có thể đáng để đi đến Alaska, Canada, Iceland, Na Uy, Scandinavia hoặc bán đảo Michigan, Young nói.
“Được nhìn thấy cực quang, chúng là một trong những điều tuyệt vời nhất mà tôi từng trải qua,” anh nói.
THEO DÕI BÃO MẶT TRỜI
Miesch cho biết, mặc dù thời điểm có nhiều khả năng nhất để các cơn bão mặt trời xảy ra là thời điểm cực đại, nhưng chúng có thể xảy ra bất cứ lúc nào trong chu kỳ.
Các nhóm tại Trung tâm Dự đoán Thời tiết Không gian sử dụng dữ liệu từ các đài quan sát trên mặt đất và trong không gian, bản đồ từ tính của bề mặt mặt trời và các quan sát tia cực tím về bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời để xác định thời điểm mặt trời có nhiều khả năng phát ra các tia lửa mặt trời, các vụ phóng vật chất vành nhật hoa và thời tiết không gian khác có thể ảnh hưởng đến Trái đất.
Bill Murtagh, điều phối viên chương trình của trung tâm cho biết, trung tâm cung cấp các dự báo, quan sát, cảnh báo sớm nhất có thể cho những người bị ảnh hưởng bởi thời tiết không gian, thay đổi từ hàng giờ đến hàng tuần trước khi nó diễn ra.
Các vết lóa mặt trời có thể ảnh hưởng đến thông tin liên lạc và GPS gần như ngay lập tức vì chúng phá vỡ tầng điện ly của Trái đất hoặc một phần của tầng khí quyển phía trên.
Các hạt năng lượng do mặt trời giải phóng cũng có thể phá vỡ các thiết bị điện tử trên tàu vũ trụ và ảnh hưởng đến các phi hành gia nếu không được bảo vệ thích hợp trong vòng 20 phút đến vài giờ.
Vật chất được gửi ra khỏi mặt trời với tốc độ cao trong quá trình phóng đại vành nhật hoa có thể đến Trái đất trong khoảng thời gian từ 30 đến 72 giờ sau đó, gây ra các cơn bão địa từ ảnh hưởng đến các vệ tinh và tạo ra các dòng điện trong tầng khí quyển phía trên di chuyển qua mặt đất và có thể tác động đến năng lượng điện lưới.
Theo nghiên cứu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, các khu vực ngay phía đông của Dãy núi Appalachian, ở Thượng Trung Tây và Tây Bắc Thái Bình Dương dễ bị gián đoạn lưới điện hơn do mặt đất dẫn dòng điện khác nhau ở những khu vực đó dựa trên thành phần của nó.
Các cơn bão cũng ảnh hưởng đến mô hình chuyến bay của các hãng hàng không thương mại, vốn được hướng dẫn tránh xa các cực của Trái đất trong các cơn bão địa từ do mất khả năng liên lạc hoặc điều hướng.
Dự đoán khi nào cơn bão mặt trời lớn tiếp theo sẽ tác động đến Trái đất là điều khó khăn. Những cơn bão cực đoan đã từng xảy ra trước đây, chẳng hạn như trận đánh sập lưới điện ở Quebec năm 1989 và Sự kiện Carrington năm 1859.
Cơn bão thứ hai vẫn là cơn bão địa từ dữ dội nhất từng được ghi nhận, khiến các trạm điện báo phát tia lửa và bốc cháy.
Nếu một sự kiện như vậy xảy ra ngày hôm nay, nó có thể gây ra thiệt hại trị giá hàng nghìn tỷ đô la và làm sập một số lưới điện trong một khoảng thời gian đáng kể.
Murtagh nói: “Chúng tôi không biết khi nào vụ lớn tiếp theo sẽ xảy ra. Nó có thể xảy ra trong vài tuần kể từ bây giờ hoặc 50 năm kể từ bây giờ.”
Làm sáng tỏ những bí mật còn lại của mặt trời thông qua các nhiệm vụ như Tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA và Tàu quỹ đạo Mặt trời của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu có thể cải thiện các dự đoán. Và các nhà khoa học sẽ có cơ hội nghiên cứu về mặt trời trong lần nhật thực toàn phần vào ngày 8/4/2024.
Mặt trời và những bí ẩn của nó đã mê hoặc nhân loại trong nhiều thiên niên kỷ. Mặt trời neo giữ hệ mặt trời của chúng ta và cung cấp nhiệt và ánh sáng mà sự sống cần để tồn tại, tuy nhiên vẫn còn nhiều câu hỏi về phần bên trong của nó, thứ thúc đẩy hoạt động từ tính của nó.
“Một mặt, nó ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta,” Miesch nói. “Chúng ta đã tổ chức các xã hội của mình xung quanh các mùa của mặt trời ngay từ đầu. Nhưng đồng thời, đó là một cửa sổ mở ra vũ trụ.”
© 2023 CNN Digital
Bản tiếng Việt của The Canada Life
