VỆT ĐEN MẶT TRỜI Ai biết sống Trái đất tồn nhờ mặt trời Mặt trời nguồn cung cấp ánh sáng nhiệt cho Trái đất Tuy nhiên, người hiểu biết tường tận cấu trúc mặt trời ảnh hưởng mơi trường khí hậu Do đó, muốn giới thiệu với bạn cấu trúc mặt trời theo nghiên cứu nhà khoa học làm việc cho Nasa Thêm vào đó, ngày người biết thêm vệt đen mặt trời chu kỳ góp phần vào việc gây nên nóng dần Trái đất, từ công bố vào đầu năm 1997 ba nhà khoa học người Đan Mạch (xem thêm viết Gs Lê Huy Bá, Viện Môi Trường Tài Nguyên Đại Học Quốc Gia, TP HCM, Tuổi Trẻ Chủ Nhật 8/3/1998) Một chu kỳ mặt trời kéo dài khoảng 11 năm, chu kỳ hoạt động mặt trời tăng lên bốn năm giảm bảy năm sau, liên quan đến thay đổi cực liên tiếp từ trường mặt trời Ở giai đoạn cực đại chu kỳ ấy, số lượng vệt đen mặt trời đạt tới số lượng nhiều Các vụ nổ mặt trời nhiều hơn, phát xạ vào vũ trụ ion tạo thành gió mặt trời, làm cho tia vũ trụ tới trái đất để tạo điều kiện cho phát triển "lớp vỏ mây" khí trái đất, tia mặt trời đến trái đất nhiều làm cho trái đất nóng lên Vào giai đoạn cực tiểu tia vũ trụ đến Trái đất nhiều tạo thành đám mây hắt ngược lại vào vũ trụ nóng mặt trời, khí hậu Trái đất lạnh Dựa lý thuyết này, hội nghị tổ chức Hague vào ngày 14-11-1996, Friis Christensen số nhà khoa học Hà Lan cho nóng dần lên Trái đất Mặt trời Theo họ, không cần xây dựng mục tiêu nhằm giảm thiểu khí gây hiệu ứng nhà kính Nhưng theo Viện khí Tượng Hồng gia Hà Lan (KNMI), Viện Nghiên cứu Mơi trường (IUM) có mối quan hệ tăng nhiệt độ trung bình Trái đất tăng nồng độ khí gây hiệu ứng nhà kính Giờ đây, phần thay đổi hệ thống khí hậu qui cho vai trị vệt đen mặt trời, nhỏ vai trị khí gây hiệu ứng nhà kính, việc cắt giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính vấn đề tối cần thiết Trong lược qua chu kỳ vệt đen mặt trời số liệu gần chu kỳ thứ 23 vệt đen mặt trời Why We Study the Sun? Tại nghiên cứu Mặt Trời? Theo nhà khoa học Nasa có ngun nhân chính: • Liên quan đến khí hậu Trái đất: số lượng "chất lượng" ánh sáng mặt trời thay đổi theo khoảng thời gian (từ 1/1000 giây đến hàng tỉ năm) Một vài thay đổi ảnh hưởng đến khí hậu Trái đất cách không rõ ràng • Liên quan đến thời tiết vũ trụ: mặt trời tạo nên luồng gió mặt trời (luồng khí chuyển động từ Mặt trời đến Trái đất với vận tốc lớn 500 km/giây) Những rối loạn luồng gió mặt trời làm ảnh hưởng đến từ trường Trái đất làm tăng dòng điện dây dẫn, làm hư hại thiết bị điện hệ thống truyền tải điện khu vực lớn Bề mặt Mặt trời thường xảy vụ nổ phóng tia UV tia X vào phần khí Trái đất Việc tăng tia phóng xạ làm hư hại vệ tinh nhân tạo gây nguy hiểm cho nhà du hành vũ trụ • Mặt trời sao: mặt trời gần Trái đất Do đó, nghiên cứu mặt trời để hiểu biết thêm khác phần cịn lại vũ trụ Ngày người biết tuổi mặt trời, đường kính, trọng lượng, độ sáng nhiều chi tiết cấu trúc bên khí • Mặt trời coi phịng thí nghiệm lý học: mặt trời tạo nên nguồn lượng phản ứng hợp nhân - hạt nhân hydrogen hợp lại thành hạt nhân helium Các nhà khoa học tìm cách tạo nên phản ứng tương tự The Big Questions Các câu hỏi lớn Nguồn gốc chu kỳ vệt đen mặt trời (Sunspot cycle)? Khoảng 11 năm số lượng vệt đen mặt trời tăng từ gần đến 100 (gần 200) sau giảm xuống đến gần chu kỳ bắt đầu Bản chất nguyên nhân chu kỳ vệt đen mặt trời điều bí ẩn nhà thiên văn học dù họ biết nhiều chi tiết q trình đóng vai trị chủ yếu việc tạo nên vệt đen mặt trời, họ chưa thể lập nên mơ hình để tiên đốn xác số lượng vệt đen mặt trời chu kỳ tới Bản chất vụ nổ (solar flares) bề mặt mặt trời Khu vực xung quanh vệt đen mặt trời thường nổ tung, làm cho vật chất bị nung lên đến hàng triệu độ vịng vài giây phóng vũ trụ hàng vật chất Nguyên nhân xác gây vụ nổ điều bí ẩn nhà khoa học, họ biết chế vụ nổ chưa thể tiên đốn xác nơi xảy vụ nổ cường độ bao nhiêu? Q trình nung nóng vầng sáng chung quanh mặt trời (Corona): Nhiệt độ Corona lên đến 1.000.000 oC (1.800.000 oF), nhiệt độ bề mặt mặt trời khoảng 6.000 oC (10.000 oF) Bản chất q trình nung nóng Corona trì nhiệt độ cao điều bí ẩn nhà khoa học Thơng thường nhiệt độ giảm dần xa dần nguồn nhiệt Điều nhiệt độ mặt trời từ lõi đến bề mặt Các nhà khoa học đưa số chế để giải thích, chưa có chế tán đồng Sự biến hạt neutrios Các hạt neutrios tạo từ phản ứng hạt nhân lõi mặt trời phóng thích vào vũ trụ Việc phát hạt neutrinos khó khăn Tuy nhiên, số nghiên cứu độc lập đến kết luận có khoảng 1/3 số lượng neutrinos diện Trái đất Magnetism - The key to Understanding the Sun Từ học - Chìa khóa để hiểu rõ Mặt trời Từ trường Mặt trời: từ trường tạo Mặt trời di chuyển ion mang điện tích electron Vệt đen mặt trời chỗ đường từ trường mạnh xuyên qua bề mặt mặt trời Chu kỳ vệt đen mặt trời tạo tái tạo lại từ trường dòng vật chất bên mặt trời Dự báo thời tiết vũ trụ: hiểu rõ từ trường mặt trời giúp ta có dự đốn xác thời tiết vũ trụ Các nhà khoa học xác định vụ nổ bề mặt mặt trời diễn nơi mà từ trường hai vệt đen mặt trời bị biến dạng hay xoắn lại Solar Structure Cấu trúc Mặt trời Phần bên mặt trời: phần bên mặt trời chia làm khu vực theo trình khác diễn khu vực Từ ngồi ta có phần lõi (the core), vùng xạ, mặt phân giới khu vực đối lưu nhiệt Phần lõi mặt trời nơi xảy phản ứng hợp nhân, sử dụng hydrogen để tạo helium Những phản ứng tạo nên lượng cuối lượng phóng thích khỏi mặt trời dạng ánh sáng Nhiệt độ tâm mặt trời lên đến 15.000.000oC (27.000.000 oF) tỉ trọng lên đến 150 g/cm3 (khoảng 10 lần lớn tỉ trọng vàng chì) Đi dần tới gần khu vực phóng xạ (175.000 km kể từ tâm), nhiệt độ giảm xuống khoảng phân nửa nhiệt độ tâm tỉ trọng giảm xuống cịn 20 g/cm3 Khu vực phóng xạ: đặc điểm khu vực lượng truyền theo dạng xạ Tỉ trọng giảm từ 20 g/cm3 (ở phần bên khu vực này) xuống cịn 0,2 g/cm3 (ở phần bên ngồi khu vực) nhiệt độ giảm từ 7.000.000 oC xuống 2.000.000oC Mặt phân giới mặt phân chia khu vực phóng xạ khu vực đối lưu nhiệt Các nhà khoa học cho từ trường mặt trời sinh từ khu vực Khu vực đối lưu: kể từ mặt phân giới (200.000 km) đến bề mặt mặt trời Nhiệt độ phần khu vực khoảng 2.000.000oC Nhiệt độ đủ "mát" để ion nặng (carbon, nitrogen, oxygen, calcium sắt) giữ electron lại Nó tạo nên lớp chắn sáng không cho xạ qua Quá trình truyền nhiệt theo kiểu đối lưu nhiệt Nhiệt độ bề mặt mặt trời giảm xuống 5.700oC tỉ trọng 0,0000002 g/cm3 (khoảng phần mười nghìn tỉ trọng khơng khí mực nước biển) Quang quyển: bề mặt mặt trời Do mặt trời cầu khí, khơng phải bề mặt rắn lớp dầy khoảng 100.000 km (rất, mỏng so với phần lại mặt trời) Sắc quyển: lớp bất thường quang quyển, nơi mà nhiệt độ tăng lên 20.000 oC Ở nhiết độ hydron phát ánh sáng có màu đỏ nhạt (có thể quan sát thấy ngày nhật thực) Khu vực chuyển tiếp: khu vực chuyển tiếp mặt mỏng phân cách phần Corona (rất nóng) với sắc (nguội hơn) Nhiệt truyền từ Corona đến sắc thơng qua khu vực q trình làm nhiệt độ hạ xuống từ 1.000.000 oC (ở Corona) 20.000.000oC (ở sắc quyển) Ánh sáng phát khu vực chuyển tiếp ion carbon, oxygen silicon Vầng sáng xung quanh mặt trời (Corona): Corona lớp khí ngồi mặt trời Chúng ta quan sát thấy vào ngày nhật thực, vầng sáng trắng bao quanh mặt trời Coronal holes: vùng sậm màu Corona Các lỗ phát người đưa viễn vọng kính X quang vào vũ trụ Các lỗ thường xuất vùng cực Mặt trời, coronal holes thường đôi với từ trường "mở" Gió mặt trời: gió mặt trời dịng chuyển động chất khí vận tốc khoảng 1.000.000 mi/giờ Gió mặt trời sinh từ Corona thổi hướng xung quanh mặt trời Tuy nhiên, vận tốc gió mặt trời khơng đồng theo khu vực Vệt đen mặt trời Vệt đen mặt trời: vệt đen mặt trời vệt có màu sậm bề mặt mặt trời Thường chúng tồn khoảng vài ngày, vệt lớn tồn vài tuần Các vệt đen mặt trời nơi mà từ trường mặt trời mạnh từ trường Trái đất hàng ngàn lần Các vệt đen mặt trời thường tập hợp lại thành nhóm có hai loại, loại mang cực dương, loại mang cực âm từ trường Từ trường mạnh khu vực có màu sậm Vệt sáng mặt trời: khu vực sáng nằm rìa mặt trời Từ trường yếu nhiều so với từ trường vệt đen mặt trời Trong vệt đen mặt trời có khuynh hướng làm cho mặt trời tối vệt sáng mặt trời có khuynh hướng làm cho mặt trời sáng ... quanh mặt trời Tuy nhiên, vận tốc gió mặt trời khơng đồng theo khu vực Vệt đen mặt trời Vệt đen mặt trời: vệt đen mặt trời vệt có màu sậm bề mặt mặt trời Thường chúng tồn khoảng vài ngày, vệt lớn... hiểu rõ Mặt trời Từ trường Mặt trời: từ trường tạo Mặt trời di chuyển ion mang điện tích electron Vệt đen mặt trời chỗ đường từ trường mạnh xuyên qua bề mặt mặt trời Chu kỳ vệt đen mặt trời tạo... gốc chu kỳ vệt đen mặt trời (Sunspot cycle)? Khoảng 11 năm số lượng vệt đen mặt trời tăng từ gần đến 100 (gần 200) sau giảm xuống đến gần chu kỳ bắt đầu Bản chất nguyên nhân chu kỳ vệt đen mặt trời