Mặt trời sắp đảo ngược cực từ - một số điều chúng ta cần biết

[vuitoichat]

Theo như sự đảo ngược cực từ được thúc đẩy bởi các vết đen mặt trời, các vùng phức tạp từ tính trên bề mặt mặt trời có thể tạo ra các sự kiện mặt trời quan trọng, chẳng hạn như ánh sáng mặt trời (Solar Flares) và phóng xạ khối vành (Coronal Mass Ejections - CME) – vụ nổ lớn của plasma và từ trường. Sắp xảy ra một sự kiện quan trọng liên quan đến Mặt trời của chúng ta - sự đảo ngược cực từ - điều này có thể dẫn tới một số tác dụng có lợi cho Trái đất.

Hiện tượng Mặt trời đảo ngược cực từ này xảy ra khoảng 11 năm một lần và đánh dấu một giai đoạn quan trọng trong chu kỳ mặt trời. Sự đảo cực từ biểu thị sự dịch chuyển từ điểm cực đại của mặt trời - hoạt động mặt trời đạt đỉnh điểm - và bắt đầu chuyển sang cực tiểu của mặt trời.

Cực đại mặt trời là gì?

Cực đại mặt trời là khoảng thời gian thường xuyên có hoạt động mặt trời lớn nhất trong chu kỳ mặt trời 11 năm của nó. Trong thời kỳ mặt trời đạt cực đại, một số lượng lớn vết đen mặt trời xuất hiện và sản lượng bức xạ mặt trời tăng khoảng 0,07%.

Lần gần đây nhất Mặt trời đảo cực từ của nó là vào cuối năm 2013. Nhưng điều gì gây ra sự chuyển đổi cực này và nó có nguy hiểm không? Chúng ta hãy cùng nhau xem xét những tác động mà nó có thể gây ra đối với Trái đất.

Để hiểu được sự đảo chiều của cực từ mặt trời, trước tiên, điều quan trọng là phải làm quen với chu kỳ mặt trời.

Chu kỳ Mặt trời là gì?

Hoạt động của Mặt trời phần lớn phụ thuộc vào từ trường của nó. Từ trường này trải qua một chu kỳ tuần hoàn, trong đó các cực Nam và Bắc chuyển đổi vị trí cho nhau, và chu kỳ này là 11 năm.

Chu kỳ Mặt trời được đo bằng những thay đổi trong hoạt động của ngôi sao này. Nó định kỳ phóng ra plasma, dưới dạng các tia sáng và cơn gió chứa các hạt mạng điện, xuyên qua hệ Mặt trời.

Hoạt động của Mặt trời bắt đầu tăng lên giữa chu kỳ, có nghĩa là sẽ có nhiều tia sáng Mặt trời và luồng bức xạ phát ra từ ngôi sao chủ của chúng ta hơn. Khi chu kỳ Mặt trời giảm dần, Mặt trời trở nên ít hoạt động hơn.

Hoạt động của Mặt trời được đo bằng các vết đen trên bề mặt của nó. Các vết đen sinh ra do từ trường ức chế sự truyền năng lượng trên bề mặt Mặt trời thông qua quá trình đối lưu. Mặt trời hoạt động càng mạnh thì ta càng nhìn thấy nhiều vết đen trên bề mặt của nó và ngược lại.

Các ước tính hiện tại dự đoán cực đại mặt trời sẽ xảy ra từ tháng 4 đến tháng 8 cuối năm 2024.

Sự chuyển đổi cực sắp tới sẽ là từ trường phía Bắc bán cầu dịch chuyển sang phía Nam bán cầu.

Điều gì gây ra sự chuyển đổi ở cực?

Sự đảo ngược cực từ được thúc đẩy bởi các vết đen mặt trời, các vùng phức tạp từ tính trên bề mặt mặt trời có thể tạo ra các sự kiện mặt trời quan trọng, chẳng hạn như ánh sáng mặt trời (Solar Flares) và phóng xạ khối vành (Coronal Mass Ejections - CME) – vụ nổ lớn của plasma và từ trường.

3 chu kỳ mặt trời gần đây đưa ra số lượng vết đen mặt trời tối đa là khoảng 66 vào Mùa hè năm 2013. Ảnh: David Hathaway, NASA/Wikipedia/Public Domain

“Từ trường từ các vùng hoạt động tiến về các cực và cuối cùng gây ra sự đảo ngược”, nhà vật lý mặt trời Todd Hoeksema, giám đốc Đài quan sát mặt trời Wilcox tại Đại học Stanford, trước đây đã nói với Space.com.

Nhưng nguyên nhân cơ bản chính xác của sự đảo cực như vậy vẫn còn là bí ẩn. "Điều đó là một phần của toàn bộ chu kỳ mặt trời và chúng ta còn chưa chắc chắn đó là gì", nhà vật lý mặt trời Phil Scherrer của Đại học Stanford trước đây đã nói với Space.com. "Chúng tôi vẫn chưa có một mô tả toán học thực sự nhất quán về những gì đang xảy ra. Và cho đến khi bạn có thể mô hình hóa nó, bạn sẽ không thực sự hiểu nó - thật khó để thực sự hiểu nó."

Việc chuyển đổi cực từ diễn ra trong bao lâu?

Những gì chúng ta biết là sự thay đổi từ trường mặt trời không diễn ra tức thời. Đó là sự chuyển đổi dần dần từ lưỡng cực sang từ trường phức tạp, sang lưỡng cực đảo ngược trong toàn bộ chu kỳ mặt trời 11 năm. “Tóm lại, không có một ‘thời điểm’ cụ thể nào mà các cực của mặt trời đảo chiều”, Nhà vật lý thiên văn về mặt trời Ryan French nói. “Nó không giống như Trái đất, nơi sự đảo ngược được đo bằng sự dịch chuyển của cực Bắc sang cực Nam.”

Thông thường phải mất một hoặc hai năm để đảo ngược hoàn toàn, nhưng nó có thể thay đổi đáng kể. Ví dụ, trường cực bắc của Chu kỳ Mặt trời 24, kết thúc vào tháng 12 năm 2019, phải mất gần 5 năm để đảo ngược, theo Đài quan sát Mặt trời Quốc gia Hoa Kỳ (National Solar Observatory).

Sự đảo chiều của từ trường diễn ra từ từ đến mức thậm chí chúng ta sẽ không nhận ra khi nào nó xảy ra. Và không, dù nghe có vẻ kịch tính đến đâu, đó cũng không phải là dấu hiệu của ngày tận thế sắp xảy ra. “Thế giới sẽ không kết thúc vào ngày mai”, Scherrer nói.

Tuy nhiên, chúng ta sẽ gặp phải một số tác dụng phụ của việc đảo ngược cực từ này.

Sự đảo ngược cực từ của mặt trời ảnh hưởng đến chúng ta như thế nào?

Hình ảnh minh hoạ về dòng nhật quyển trở nên gợn sóng hơn khi từ trường của mặt trời đảo ngược - mặt trời ở trung tâm và dải nhật quyển màu tím xoay tròn kéo dài ra xa hệ mặt trời. (Hình ảnh: NASA)

Không còn nghi ngờ gì nữa, gần đây mặt trời đã hoạt động cực kỳ tích cực, bắn ra nhiều ngọn lửa mặt trời và CME mạnh mẽ, gây ra các cơn bão địa từ mạnh trên Trái đất, do đó, đã tạo ra một số màn trình diễn cực quang đáng kinh ngạc gần đây.

Tuy nhiên, mức độ cực đoan ngày càng tăng của thời tiết không gian không phải là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sự đảo cực. Đúng hơn, những điều này có xu hướng xảy ra cùng nhau.

Theo French, thời tiết không gian thường mạnh nhất trong thời kỳ mặt trời đạt cực đại, khi từ trường của mặt trời cũng phức tạp nhất.

Tác dụng phụ của sự đảo ngược cực từ mặt trời là không đáng kể nhưng chủ yếu có lợi: Nó có thể giúp che chắn Trái đất khỏi các tia vũ trụ từ các thiên hà - các hạt hạ nguyên tử năng lượng cao di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng và có thể làm hỏng tàu vũ trụ cũng như gây hại cho các phi hành gia bay xung quanh, bên ngoài bầu khí quyển bảo vệ của Trái đất.

Khi từ trường của mặt trời thay đổi, “dòng nhật quyển” – một bề mặt trải dài tỏa ra hàng tỷ dặm từ đường xích đạo của mặt trời – trở nên rất lượn sóng, tạo ra một rào cản tốt hơn giúp cho Trái đất chống lại các tia vũ trụ tốt hơn.

Các nhà khoa học sẽ theo dõi chặt chẽ sự đảo ngược từ trường của mặt trời trong những ngày tới để hiểu rõ hơn về hoạt động của nó.