Biên tập viên lưu ý: Pål Brekke là một nhà vật lý mặt trời người Na Uy với bằng tiến sĩ của Đại học Oslo về vật lý thiên văn và hiện là cố vấn cao cấp cho Trung tâm Vũ trụ Na Uy. Ông đã viết một cuốn sách khoa học phổ biến mới về Mặt trời, có tựa đề Mặt trời bùng nổ của chúng tôi; Một bữa tiệc thị giác về nguồn sáng và sự sống của chúng ta. Tìm hiểu làm thế nào bạn có thể giành được một bản sao của cuốn sách ở đây. Brekke đã viết bài đăng này cho tạp chí Space.
Mặt trời đã mê hoặc tôi trong nhiều năm. Điều này có lẽ không có gì lạ vì tôi đã bước những bước đầu tiên của mình tại đài thiên văn mặt trời ở Harestua, ngay phía bắc thành phố Oslo. Bố tôi làm việc ở đó rồi. Trong quá trình học tại Đại học ở Oslo, các cố vấn của tôi đã truyền cảm hứng cho tôi dành thời gian tiếp cận cộng đồng. Và do đó, việc tôi chia sẻ kiến thức về những bí ẩn của Mặt trời đã dẫn đến việc tôi viết cuốn sách này.
Cuốn sách này trình bày các thuộc tính của Mặt trời, nó đã mê hoặc con người hàng ngàn năm và nó ảnh hưởng đến xã hội công nghệ của chúng ta như thế nào. Hy vọng của tôi là cuốn sách này sẽ truyền cảm hứng cho sự quan tâm ngày càng tăng đối với Mặt trời và cho khoa học tự nhiên nói chung. Mặt trời là một lối vào hoàn hảo cho khoa học tự nhiên, vì nó ảnh hưởng đến Trái đất và con người theo nhiều cách. Vật lý mặt trời tương tác với nhiều lĩnh vực khoa học khác, chẳng hạn như vật lý, hóa học, sinh học và khí tượng học.
Mặt trời
Chú thích: Mặt trời ảnh hưởng đến Trái đất theo nhiều cách. Hình ảnh lịch sự của Springer.
Mặt trời cung cấp năng lượng cho tất cả sự sống trên Trái đất và điều khiển hệ thống khí hậu và do đó rất quan trọng đối với tất cả chúng ta. Nó cung cấp năng lượng cho quá trình quang hợp ở thực vật và là nguồn cuối cùng của tất cả các loại thực phẩm và nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, bão trên Mặt trời cũng có thể can thiệp vào các hệ thống trên Trái đất mà xã hội chúng ta phụ thuộc.
Nhìn lên bầu trời bằng mắt thường, Mặt trời dường như tĩnh, ảm đạm và không đổi. Từ mặt đất, sự thay đổi đáng chú ý duy nhất trong Mặt trời là vị trí của nó (nơi nó sẽ mọc lên và đặt ngày hôm nay?). Nhưng Mặt trời cho chúng ta nhiều hơn là một dòng ấm áp và ánh sáng đều đặn.
Nằm cách chúng ta 150 triệu km, Mặt trời là một lò phản ứng nhiệt hạch khổng lồ, nung chảy các nguyên tử hydro thành helium và tạo ra nhiệt độ hàng triệu độ và từ trường cực mạnh. Gần bề mặt, Mặt trời giống như một nồi nước sôi, với bọt khí nóng điện. Dòng các hạt ổn định thổi ra từ Mặt trời được gọi là gió mặt trời. Tỏa sáng ở tốc độ 1,5 triệu km mỗi giờ, gió mặt trời mang theo một triệu tấn vật chất vào không gian mỗi giây (đó là khối lượng lớn của hồ nước muối Utah Utah).
Cứ sau 11 năm, Mặt trời lại trải qua một giai đoạn hoạt động được gọi là tối đa năng lượng mặt trời, sau đó khoảng 5 năm sau đó là khoảng thời gian yên tĩnh được gọi là tối thiểu năng lượng mặt trời. Trong thời gian tối đa mặt trời có nhiều vết đen mặt trời, và trong thời gian tối thiểu mặt trời có rất ít. Do đó, một cách để theo dõi hoạt động của mặt trời là bằng cách quan sát số lượng vết đen. Các vết đen mặt trời là những mảng tối như tàn nhang trên bề mặt mặt trời được hình thành khi các đường sức từ ngay bên dưới bề mặt Mặt trời bị xoắn và chọc qua bề mặt mặt trời. Các vết đen mặt trời có thể tồn tại từ vài giờ đến vài tháng và một vết đen mặt trời lớn có thể phát triển gấp nhiều lần kích thước Trái đất. Mặc dù người Trung Quốc đã ghi lại một số quan sát sớm nhất là vào năm 28 B.C., các nhà khoa học đã quan sát và ghi lại các vết đen mặt trời kể từ khoảng năm 1610 khi Galileo Galilei hướng kính viễn vọng của mình về phía Mặt trời.
Tại sao các nhà khoa học quan tâm đến vết đen? Bởi vì chúng là dấu hiệu rõ ràng của sự hỗn loạn bên trong Mặt trời dẫn đến hiệu ứng thời tiết không gian trên Trái đất. Xuất tinh khối coron (CME) và ngọn lửa mặt trời thường được liên kết với các nhóm vết đen mặt trời.
Trong vài năm tới, nhiều cơn bão mặt trời sẽ xảy ra khi Mặt trời tiếp cận hoạt động tối đa trong năm 2013.
Không gian thời tiết
Trong vài năm tới, nhiều cơn bão mặt trời sẽ xảy ra khi Mặt trời tiếp cận hoạt động tối đa vào năm 2013. Và đôi khi những cơn bão này có thể gây ra thiệt hại ở đây trên Trái đất? Ngoài việc tạo ra cực quang tuyệt đẹp, bão mặt trời còn có nhiều tác động tiêu cực. Cực quang là biểu hiện của một thứ gì đó bạo lực xảy ra trong bầu khí quyển của chúng ta, nơi đôi khi 1.500 gigawatt điện được tạo ra. Đây là gần gấp đôi sản lượng năng lượng ở châu Âu!
Bão mặt trời phát ra một lượng lớn phóng xạ, hạt, khí và từ trường vào không gian, đôi khi trực tiếp hướng về Trái đất. Chúng tôi may mắn vì chúng tôi được bảo vệ khỏi hầu hết các bức xạ và hạt nguy hiểm. Điều này là do bầu khí quyển của chúng ta đang ngăn tia UV và tia X chiếu xuống mặt đất và từ trường của chúng ta đang làm chệch hướng các hạt. Những ảnh hưởng từ cơn bão mặt trời được gọi là thời tiết không gian.
Cho đến khoảng 100 năm trước, bão mặt trời có thể đi qua mà con người không nhận thấy nhiều. Tuy nhiên, ngày nay, hơn 1.000 vệ tinh đang hoạt động trong không gian. Xã hội của chúng ta phụ thuộc vào việc các vệ tinh này hoạt động tốt mọi lúc. Chúng tôi sử dụng các vệ tinh để dự báo thời tiết, liên lạc, điều hướng, lập bản đồ, tìm kiếm cứu nạn, nghiên cứu và giám sát quân sự. Việc mất một vệ tinh và tín hiệu của nó có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng.
Bão mặt trời ảnh hưởng đến các hệ thống định vị quan trọng và liên lạc vô tuyến quan trọng. Máy bay chở khách bay qua các vùng cực có thể mất liên lạc vô tuyến với bộ điều khiển chuyến bay. Điện thoại vệ tinh có thể ngừng hoạt động và bão mặt trời có thể đánh sập một số lưới điện.
Giới thiệu về tác giả:
Pål Brekke đã làm việc với các kính viễn vọng mặt trời dựa trên không gian tiên tiến từ năm 1985 và đã xuất bản hơn 40 bài báo đánh giá ngang hàng, 70 bài báo tiến hành và hơn 30 bài báo khoa học phổ biến. Trong sáu năm, ông là Phó nhà khoa học dự án ESA cho tàu vũ trụ SOHO.
