"Bão không gian" ảnh hưởng như thế nào đến đời sống con người?

Trong suốt hàng ngàn năm trong lịch sử loài người, những cơn bão được nhắc đến như một "kẻ phá hoại", sự nổi giận của mẹ thiên nhiên hay hiện thân của sức mạnh Thượng Đế. Thực tế, bão là một xoáy thuận nhiệt đới, được cấu trúc bởi khối khí nóng ẩm, tạo hệ thống mây, mưa xoáy vào vùng trung tâm bão.

Mặc dù chúng ta đều sinh ra và lớn lên trên mặt đất, nhưng với sự phát triển của công nghệ hàng không vũ trụ, rất nhiều tàu và vệ tinh của con người đã bay vào không gian. "Sự thay đổi thời tiết" trong không gian cũng bắt đầu thu hút sự chú ý. Gần đây, các nhà khoa học Trung Quốc đã dẫn đầu một nhóm nghiên cứu phát hiện ra một hiện tượng mang tên "bão không gian".

Tại sao lại gọi là "bão không gian"?

Bão trong bầu khí quyển thu được từ vệ tinh.

Bão trên mặt đất - như đã đề cập trước đó - là một xoáy thuận nhiệt đới, bắt nguồn trên bề mặt đại dương nhiệt đới hoặc cận nhiệt, xuất hiện ở tầng khí quyển thấp hơn. Bão thường kèm theo mưa và gió dữ dội, ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống con người, gây thiệt hại lớn về tài sản, thậm chí là thảm họa cho nhân loại.

Không có không khí trong không gian, vậy gió từ đâu đến để tạo "bão không gian"? Bạn có thể đã nghe nói về một hiện tượng được gọi là "gió Mặt Trời", dùng để chỉ các hạt tích điện được thổi từ plasma Mặt Trời, lấp đầy không gian giữa Mặt trời và Trái đất. Dưới sự thúc đẩy của điện trường, từ trường, plasma cũng có sự thay đổi dòng chảy.

Ảnh: Zhang Qinghe/Đại học Sơn Đông

"Bão không gian" xảy ra trong điều kiện hoạt động địa từ yên tĩnh. Nó xuất hiện gần cực Bắc của Trái đất và đi kèm với cấu trúc điểm sáng cực quang, rộng đến gần 1.000 km.

Ngoài ra, "bão không gian" còn đi kèm với đối lưu plasma tròn và "mắt bão" không vận tốc, nhiễu loạn từ trường và "mưa" electron mạnh. Các luồng plasma di chuyển xung quanh, đóng vai trò như những "cơn gió" của cơn bão không gian. Những luồng xoáy này mạnh nhất ở rìa, giảm dần về phía mắt bão ở trung tâm và mạnh lên trở lại ở phía bên kia.

Những đặc điểm này giống với bão thông thường trên Trái đất. Dựa trên cơ sở đó, các nhà nghiên cứu đã đặt tên cho hiện tượng mới chưa từng được quan sát này là "bão không gian".

"Bão không gian" hình thành như thế nào?

Các nhà khoa học Trung Quốc đã nhìn thấy hiện tượng tự nhiên này giống như một cơn bão trong tầng khí quyển phía trên Bắc Cực.

Như chúng ta vừa nói, "bão không gian" được đặc trưng bởi cực quang hình xoáy thuận, cũng như phát hiện khoa học về các hạt mang điện và rối loạn từ trường. Điều này đòi hỏi phải có vệ tinh, camera chụp ảnh bầu trời, radar, và các công cụ khoa học khác nằm gần vòng Bắc Cực.

Giáo sư Zhang Qinghe - Viện Khoa học Quốc gia của Đại học Sơn Đông đã dẫn đầu nghiên cứu với các phương tiện gồm radar tần số cao của Dự án Meridian đặt tại Bắc Cực, các mạng lưới radar cực quang, vệ tinh tầng điện ly và vệ tinh quỹ đạo Mặt trăng cùng dữ liệu quan sát về hiện tượng đối lưu và cực quang quy mô lớn trong tầng điện ly cực toàn cầu.

Radar được triển khai ở các vùng cực của "Dự án lúc nửa đêm"

Ngoài các quan sát, nhóm của Viện sĩ Vương Chi - Trung tâm Khoa học Không gian Quốc gia - đã sử dụng mô hình từ thủy động lực học ba chiều có độ phân giải cao. Phương pháp giúp mô phỏng "bão không gian" dưới dạng ba chiều, sau đó tìm ra cách nó được hình thành.

Trong điều kiện hoạt động địa từ yên tĩnh trong thời gian dài, từ quyển ở vĩ độ cao của Trái đất tương tác với gió Mặt Trời, khiến tầng điện ly và từ quyển phía trên cực Bắc tạo thành một cái phễu quay theo chiều kim đồng hồ khổng lồ. Cấu trúc xoắn ốc này tạo thành một "kênh" cho các hạt mang điện từ gió Mặt Trời trực tiếp đi vào tầng giữa và trên của Trái đất, nạp các hạt vào tầng trên khí quyển.

Nghiên cứu đã cập nhật thêm kiến thức về quá trình ghép nối năng lượng của gió Mặt Trời - từ quyển - tầng điện ly.

Liệu "bão không gian" có ảnh hưởng đến con người?

Các kết quả quan sát của "bão không gian" là những khám phá khoa học quan trọng, được đăng trên tạp chí Nature Communications và được chọn làm điểm nhấn nghiên cứu, thu hút sự chú ý của các phương tiện truyền thông.

Nhưng phần lớn người dân đều không sống trong không gian, vậy "bão không gian" sẽ có tác động gì đối với con người?

Một mặt, môi trường thời tiết không gian cực đoan do "bão không gian" gây ra có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động bình thường của vệ tinh và tên lửa trong khu vực liên quan và sự ổn định quỹ đạo của các mảnh vỡ không gian.

Đồng thời, nó cũng có thể mang lại bức xạ lớn hơn cho hành khách đi máy bay, khi Bắc Cực luôn là một tuyến đường quốc tế quan trọng.

Mặt khác, "bão không gian" cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến liên lạc vệ tinh, điều hướng và dò tìm radar trên đường chân trời ở các khu vực liên quan, gây nhiễu loạn nghiêm trọng, thậm chí mất tín hiệu.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng, họ sẽ tiếp tục thực hiện các nghiên cứu chuyên sâu để tìm ra các quy luật liên quan của "bão không gian". Từ đó, họ cố gắng lập mô hình dự báo để tránh những rủi ro liên quan và cải thiện chất lượng liên lạc và điều hướng.

Nguồn Trung tâm Khoa học Không gian Quốc gia, Viện Khoa học Trung Quốc