Chính xác thì bão mặt trời nguy hiểm như thế nào? Các nhà khoa học nghĩ rằng Sự kiện Carrington là một trong những sự kiện mạnh nhất từng xảy ra trên Trái đất. Nhưng một nghiên cứu mới cho biết chúng ta có thể mong đợi nhiều cơn bão mạnh hơn và mạnh hơn.
Sự kiện Carrington là một vụ phóng đại khối lớn (CME) tấn công Trái đất vào ngày 1 và 2 tháng 9 năm 1859. Các CME mạnh mẽ đâm vào từ trường Trái đất, làm cong vênh nó và gây ra cực quang ở vĩ độ thấp. Cơn bão mặt trời năm 1859, như nó cũng được biết đến, cũng khiến các máy điện báo trên khắp thế giới thất bại. Nó là một sự kiện nổi tiếng, được nghiên cứu và tài liệu tốt.
Nhưng hầu hết những gì chúng ta biết về cơn bão đó đến từ các quan sát và báo cáo từ Tây bán cầu. Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Space Weather của Mỹ, tạp chí Space Weather, các nhà khoa học đã bắt đầu thu thập các báo cáo và quan sát từ khắp nơi trên thế giới, để cố gắng vẽ nên một bức tranh hoàn chỉnh hơn về cơn bão.
Tác giả chính của nghiên cứu là Hisashi Hayakawa, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Osaka ở Osaka, Nhật Bản và Phòng thí nghiệm Rutherford Appleton ở Vương quốc Anh. Trong một thông cáo báo chí, Hayakawa cho biết, Sự kiện Carrington được coi là trường hợp xấu nhất đối với các sự kiện thời tiết không gian chống lại nền văn minh hiện đại, nhưng nếu nó xảy ra nhiều lần trong một thế kỷ, chúng ta phải xem xét lại cách chuẩn bị và giảm thiểu điều đó loại nguy hiểm thời tiết không gian.
Trong quá trình phóng đại khối, một đốm plasma khổng lồ được phát ra từ bầu khí quyển bên ngoài của Sun, hay corona. Chúng thường đi trước các ngọn lửa mặt trời và được liên kết với các nhóm vết đen mặt trời ở các khu vực hoạt động trên bề mặt của Sun Sun. Thông thường plasma bị giữ lại bởi từ tính của Sun Sun, nhưng khi các đường sức từ bị phá vỡ, plasma có thể thoát ra.
Thế giới hiện đại của chúng ta dễ bị tổn thương hơn trước những cơn bão này so với thế giới năm 1859. Những cơn bão từ có cường độ lớn đó tàn phá các vệ tinh, lưới điện, thông tin liên lạc và bất cứ thứ gì khác dựa vào sóng điện từ. Hayakawa và nhóm của ông muốn biết liệu chúng ta có thực sự hiểu những cơn bão này thường xuyên và mạnh mẽ như thế nào không.
Nhóm các nhà khoa học đã tổ chức một sự hợp tác quốc tế để thu thập thêm dữ liệu về cơn bão năm 1859. Họ cảm thấy rằng vì hầu hết các dữ liệu và quan sát là từ Tây bán cầu, nên có thể có một khoảng cách trong hiểu biết của chúng ta về cơn bão. Họ đã thu thập các quan sát và dữ liệu lịch sử về cực quang mà cơn bão gây ra từ Đông bán cầu và bán đảo Iberia.
Nhóm nghiên cứu cũng thu thập các báo cáo từ các tờ báo ở Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Úc, New Zealand, Mexico và Brazil. Họ cũng có được những quan sát về cơn bão cực quang từ Đài thiên văn trung tâm Nga và từ nhật ký của Nhật Bản. Từ phía tây, họ đã có dữ liệu từ nhiều tờ báo, tạp chí khoa học và thậm chí cả nhật ký tàu. Sau đó, họ so sánh hai cơ quan báo cáo.
Các bản vẽ chưa được công bố được thực hiện bởi các nhà thiên văn học châu Âu trong cơn bão là một nguồn khác. Những bản vẽ đó cho phép các nhà khoa học tìm ra nơi cơn bão bắt nguồn từ bề mặt Mặt trời và theo dõi vết đen mặt trời khi nó lớn lên và co lại.
Họ đã tìm thấy gì?
Bài viết của họ cho thấy sự kiện Carrington không độc đáo như chúng ta nghĩ.
Các tác giả nghĩ rằng các vết đen mặt trời đã sinh ra cơn bão mặt trời năm 1859 vào ngày 1 và 2 tháng 9 đã phát động nhiều vụ nổ khác. Những vụ nổ đó đã xảy ra từ đầu tháng 8 đến đầu tháng 10 và một cơn bão mặt trời đã xảy ra vào cuối tháng 8. Cơn bão cuối tháng 8, theo các nhà nghiên cứu, xảy ra vào khoảng ngày 27 tháng 8 năm 1859. Nó đã gửi các CME riêng biệt đủ mạnh để tác động đến từ trường Trái đất. Họ cũng nghĩ rằng cơn bão ngày 27 tháng 8 đã giúp cho sự kiện Carrington đạt đến cường độ như nó đã làm.
Sau khi xây dựng lại tất cả hoạt động đó, các tác giả đã so sánh Sự kiện Carrington với các cơn bão khác vào năm 1872, 1909, 1921 và 1989. Họ thấy rằng hai trong số đó - vào năm 1872 và 1921 - có thể so sánh với sự kiện này. Nhưng cơn bão năm 1989 đã gây ra sự cố mất điện lớn ở Quebec, Canada. Các nhà nghiên cứu kết luận, về mặt logic, sự kiện Carrington không phải là cơn bão mạnh mẽ, độc nhất mà chúng ta nghĩ là như vậy.
Theo Hayakawa, hàm ý rất rõ ràng. Cơn bão Trong khi cơn bão năm 1859 chắc chắn là một trong những sự kiện cực đoan nhất, thì điều này dường như có thể so sánh tốt nhất với cơn bão năm 1872 và cơn bão năm 1921 về cường độ của nó, ông nói. Vì vậy, sự kiện Carrington không còn là điều gì độc đáo nữa. Thực tế này có thể yêu cầu chúng tôi xem xét lại tần suất xuất hiện của loại kịch bản trường hợp xấu nhất này về các sự kiện thời tiết không gian.
Chúng ta ngày càng dễ bị tổn thương hơn với những lần xuất tinh lớn này. Chúng tôi biết nhiều hơn về nguồn và tần suất của chúng, và ảnh hưởng của chúng, so với chúng tôi đã làm vào năm 1859. Nhưng chúng tôi có chuẩn bị nhiều hơn không?
Hiện tại, hầu hết sự chuẩn bị cho các cơn bão mặt trời nằm ở dự báo chính xác. Biết khi nào sắp tới sẽ cho phép tất cả mọi người từ các phi hành gia của Trạm vũ trụ quốc tế đến các tiện ích truyền tải điện để đáp ứng.
Có nhiều cách khác nhau để bảo vệ những thứ như đường truyền tạo thành những cơn bão mặt trời dữ dội. Các ngân hàng tụ điện, lồng Faraday và các thiết bị giảm chấn đặc biệt đều có thể giúp đỡ. Nhưng không ai trong số chúng là một giải pháp hoàn hảo, và một nghiên cứu năm 2017 cho thấy nó có thể có giá lên tới 30 tỷ đô la chỉ để bảo vệ lưới điện ở Hoa Kỳ.
Một số nhà khoa học đã đưa ra ý tưởng về một lá chắn từ tính khổng lồ giữa Trái đất và Mặt trời. Ngồi ở Trái đất-Mặt trời LaGrange Point 1, chiếc khiên sẽ cung cấp loại bảo vệ tương tự như từ trường Trái đất đã làm, nhưng nhiều hơn thế. Nhưng điều đó chỉ là một ý tưởng vào thời điểm này.
Trong khi đó, đặt cược tốt nhất là biết khi nào bão sẽ đến và tắt hệ thống điện với hy vọng giảm thiểu thiệt hại. Các nhiệm vụ trong tương lai như Nhiệm vụ LaGrange của ESA có thể giúp với điều đó. Theo như các vệ tinh và hệ thống thông tin liên lạc, bảo vệ chúng là một công việc đang tiến triển và dường như chưa có ai có câu trả lời.
Hơn:
- Tài liệu nghiên cứu: Các diễn biến tạm thời và không gian của một nhóm vết đen mặt trời lớn và các cơn bão cực lớn xung quanh sự kiện Carrington năm 1859
- Thông cáo báo chí: Bão mặt trời cực đoan có thể xảy ra thường xuyên hơn so với suy nghĩ trước đây
- Báo cáo: Bảo vệ lưới điện Mỹ America chống lại nhiễu loạn địa từ mặt trời
- Tạp chí vũ trụ: Nghiên cứu mới đề xuất một lá chắn lửa mặt trời khổng lồ, dựa trên không gian cho trái đất
