Theo báo cáo mới nhất của SpaceWeather.com, Trái Đất hiện đang bị một luồng gió Mặt Trời tấn công. Luồng plasma chứa các hạt điện tích năng lượng cao này đang kéo đến hành tinh chúng ta với tốc độ 414 km/giây. Rất may là Trái Đất chúng ta được từ quyển bảo vệ. Đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa rõ cơn bão vũ trụ xảy ra bên ngoài Trái Đất sẽ kéo dài bao lâu.
Điều đáng lo ngại xuất hiện khi giới nghiên cứu phát hiện vết nứt trong từ trường Trái Đất do gió Mặt Trời. Cụ thể:
Plasma trong gió Mặt Trời bị từ hóa mang từ trường của Mặt Trời vào không gian. Khi những cơn gió Mặt Trời tấn công từ quyển Trái Đất (từ trường Trái Đất ở độ cao hàng chục nghìn km), vụ va chạm xảy ra ở một khu vực được gọi là khí quyển Trái Đất.
Phần lớn, từ quyển có thể ngăn gió Mặt Trời và ngăn chúng ảnh hưởng đến Trái Đất. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, gió Mặt Trời có thể tấn công từ quyển, làm cho bầu khí quyển bị xói mòn, gây nên các vết nứt trong từ trường Trái Đất. Điều này xảy ra khi từ trường của Mặt Trời hướng về phía nam (giới khoa học gọi với thuật ngữ BsubZ).
Từ trường của Trái Đất chỉ về hướng bắc tại nam châm. Nếu từ trường của Mặt Trời hướng về phía nam thì từ trường của Mặt Trời có thể hủy bỏ một phần từ trường của Trái Đất tại điểm tiếp xúc, SpaceWeather.com giải thích.
Hình minh họa: Internet
Việc các vết nứt xuất hiện tại từ quyển có nghĩa là gió Mặt Trời có thể xuyên qua từ trường của Trái Đất và ảnh hưởng đến hành tinh. May mắn thay, những cơn gió Mặt Trời hiện đang tấn công Trái Đất không đủ mạnh để gây tác động lớn đến Trái Đất.
Không giống như các sự kiện gió Mặt Trời lớn gẫy bão từ mạnh, làm hư hỏng vệ tinh hoặc gây gián đoạn điện trên Trái Đất, đợt gió Mặt Trời này rất có thể sẽ chỉ ảnh hưởng đến bầu khí quyển. Khi gió Mặt Trời tương tác với bầu khí quyển của Trái Đất, chúng sẽ làm xuất hiện cực quang trên các khu vực bị ảnh hưởng.
Cũng trong diễn biến liên quan, nhóm 3 nhà vật lý học thuộc Đại học Wisconsin-Madison (Mỹ) do Giáo sư vật lý Stanislav Boldyrev dẫn đầu cho biết: Nhiệt độ của gió Mặt Trời lớn hơn gấp 10 lần so với suy đoán của nhà nghiên cứu trước đây.
"Kể từ khi phát hiện ra gió Mặt Trời (gây bão từ, cực quang ở Trái Đất) năm 1959, giới khoa học không ngừng nghiên cứu, giải mã nó. Tuy nhiên, nhiều tính chất quan trọng của luồng hạt điện tích có năng lượng khổng lồ này vẫn chưa được làm sáng tỏ. Cụ thể, ban đầu các nhà khoa học cho rằng gió Mặt Trời phải hạ nhiệt rất nhanh sau khi nó được giải phóng từ vùng thượng quyển của Mặt Trời NHƯNG các phép đo của vệ tinh cho thấy, khi đến Trái Đất, nhiệt độ của nó lớn hơn gấp 10 lần so với nhận định của nhà nghiên cứu trước đây." - Chuyên gia vật lý, Giáo sư Stanislav Boldyrev từ Đại học Wisconsin-Madison (Mỹ) cho biết.
Ba nhà khoa học Stanislav Boldyrev, Cary Forest và Jan Egedal đã sử dụng thiết bị phòng thí nghiệm để nghiên cứu sự di chuyển của dòng plasma trong gió Mặt Trời, qua đó giải thích tại sao nhiệt độ của gió Mặt Trời lại nóng hơn khi đến Trái Đất:
Gió Mặt Trời được hình thành từ luồng plasma từ hóa (mang các hạt electron và proton ở năng lượng cao) giải phóng từ vùng thượng quyển Mặt Trời. Các quan sát chứng minh rằng khi gió Mặt Trời càng cách xa nhật quyển thì nhiệt độ của nó giảm dần. Điều này chỉ đúng ở khoảng cách từ 10 đến 20 đơn vị thiên văn (AU).
Tuy nhiên, gió Mặt Trời không hạ nhiệt nhanh như người ta mong đợi.
Sử dụng thiết bị máy gương (mirror machine), chúng tôi phát hiện ra nguyên nhân khiến gió Mặt Trời nóng gấp 10 lần khi đến Trái Đất là vì vùng điện tử bị mắc kẹt, không thể thoát ra khỏi lực hấp dẫn của Mặt Trời.
Trong quá trình nở rộng của Mặt Trời từ lâu đã được giả định là phụ thuộc vào Định luật đoạn nhiệt (quá trình xảy ra mà không có sự trao đổi nhiệt hay vật chất giữa hệ và môi trường ngoài), điều này để chỉ năng lượng nóng sẽ không được thêm hoặc bớt đi của hệ.
Tuy nhiên, việc các electron đáng lẽ sẽ giải phóng ra ngoài không gian lại quay trở lại (bị mắc kẹt) trong lực hấp dẫn của Mặt Trời. Chúng nảy qua lại, tạo thành một quần thể lớn gọi là "bẫy electron - trapped electron". Trong quá trình bị mắc kẹt đó, các hạt electron năng lượng cực mạnh vẫn có thể thoát ra, theo gió Mặt Trời đến Trái Đất.
Hình minh họa: Internet
Hiện, các nhà khoa học Mỹ tiếp tục nghiên cứu để tìm hiểu thêm về nguyên nhân tăng năng lượng của gió Mặt Trời, bởi cơ chế nóng-nguội của gió Mặt Trời là một câu đố lâu đời của vật lý plasma không gian.
Gần 5 tỷ năm sau sự hình thành, Hệ Mặt Trời vẫn không ngừng vận động và tiến hóa. Theo dự đoán của các nhà khoa học, khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ chết! Điều này có nghĩa, ngôi sao chủ của Trái Đất sẽ đốt hết nguồn nhiên liệu hydro, nguội dần đi, phản ứng hạt nhân bên ngoài lõi sẽ biến Mặt Trời thành một sao khổng lồ đỏ có thể 'nuốt chửng' sao Thủy và sao Kim, đe dọa đến sự sống Trái Đất.
Khi Mặt Trời dần chết đi, nó sẽ trở nên nóng hơn, phình to hơn và có thể đun sôi các đại dương trên Trái Đất!
Nghiên cứu này đã được công bố trên Viện nghiên cứu công nghệ Quốc gia Mỹ (PNAS).
Bài viết sử dụng nguồn: PNAS, SpaceWeather.com
* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.