II. CÁC THIÊN HÀ KHÁC.
NHẬT THỰC VÀ VÀNH NHẬT HOA.
PHẦN ĐỌC THÊM
NHẬT THỰC VÀ VÀNH NHẬT HOA.
Trong suốt nhật thực tồn phần, khi Mặt trăng bao phủ đĩa sáng của Mặt trời, Mặt trời được bao bọc bởi ánh sáng yếu, huyền ảo, được gọi là vành nhật hoa (tiếng La tinh nghĩa là vương miện). Nhật thực tồn phần cĩ thể kéo dài 7 phút, nhưng nhật thực xảy ra ở Việt Nam vào năm 1995 chỉ kéo dài gần 2 phút.
Nguyên nhân của ánh sáng nhìn thấy được phát ra từ vành nhật hoa là gì? Hầu hết ánh sáng này là ánh sáng Mặt trời được tán xạ về phía chúng ta bởi các electron tự do (bị bật ra khỏi các nguyên tử hiđrơ bởi các vụ va chạm, xem phần dưới). Lí thuyết vật lí cho chúng ta biết khá chính xác về việc một electron chuyển bức xạ vào các hướng khác như thế nào, đặc biệt là việc chúng chuyển bức xạđang chuyển động ra xa từ quang cầu tới hướng về phía chúng ta như thế nào. Từđộ sáng của ánh sáng Mặt trời bị tán xạ, chúng ta biết mật độ của electron và của các proton trong vành nhật hoa. Với các phần điển hình của vành nhật hoa như được nhìn thấy ở hình 8, mật độ khí cĩ thểđạt 10-6 mật độ trong quang quyển. Khơng cĩ gì đáng ngạc nhiên về việc vành nhật hoa mờ như vậy. Mật độ cịn giảm hơn nữa ở phía ngồi.
Một phần khác của bức xạ từ vành nhật hoa là sự phát xạ, ở những bước sĩng xác định, từ các nguyên tử bị ion hĩa cao độ, như các ion sắt mất 8 đến 12 electron. Bằng cách nào các nguyên tử cĩ thể bị ion hĩa cao độ như vậy? Khi một ion được tích điện nhiều như vậy, cần rất nhiều năng lượng để dịch chuyển tiếp một electron. Những electron cịn lại trong các ion phải bịđánh bật ra bởi những vụ va chạm rất mạnh với các electron hoặc ion khác. Năng lượng va chạm cao địi hỏi chuyển động nhiệt với tốc độ lớn, do đĩ nhiệt độ cao. Vật lí nguyên tử cho chúng ta biết rằng nhiệt độ của vành nhật hoa phải vào khoảng 2 x 106K! Gần như tất cả hiđrơ đều bị ion hĩa ở nhiệt độ này.
Vì những vụ va chạm giữa các nguyên tử và electron mạnh như vậy nên các photon được phát ra mang năng lượng rất lớn. Ở nhiệt độ của vành nhật hoa, hầu hết các photon là tia X. Bởi vậy hình ảnh của vành nhật hoa cĩ thể thu được bằng cách sử dụng một camera tia X. Vì tia X khơng xuyên qua khí quyển Trái Đất nên camera tia X phải được đặt trong vũ trụ. Hình 9 thu được nhờ trạm vũ trụđầu tiên của Mỹ, Skylab. Màu trắng trong bức ảnh nĩi lên rằng cĩ nhiều tia X.
Những bức ảnh tia X đầu tiên của vành nhật hoa, giống như bức ảnh 9, đã làm ngạc nhiên tất cả các chuyên gia. Họđã hy vọng cĩ một bức ảnh trơn tru. Nhưng thay vào đĩ họ thấy rằng tia X cĩ hình ảnh vịng, đặc biệt là ở những nơi vành nhật hoa nằm trên các vết đen. Rõ ràng là khí nĩng ở vành nhật hoa khơng được phân bố một cách đồng đều mà được sắp xếp trong các vịng. Chúng ta phải đặt ra câu hỏi mà chúng ta đã đặt ra đối với các tai lửa: Tại sao các khí này khơng rơi xuống bề mặt Mặt trời? Câu trả lời cũng tương tự như trong trường hợp tai lửa: Các vịng nĩi lên rằng cĩ các dịng điện và từ trường, và lực I x B nâng khí thắng lực hấp dẫn. Ngay cả lực I x B ở xa Mặt trời cũng liên quan tới các vết đen và những vùng lân cận của chúng. Ví dụ, cấu trúc dài nhất trong bức ảnh nhật thực ở hình 8 cĩ thể nối với một nhĩm vết đen trên đĩa Mặt trời (nhưng chúng khơng được nhìn thấy trong bức ảnh nhật thực vì đĩa Mặt trời bị Mặt trăng che khuất). Bởi vậy sựảnh hưởng của một phần nhỏ của những dịng điện rời khỏi vết đen Mặt trời đạt tới tối thiểu là 1 triệu km trong vũ trụ.
Các chuyên gia đồng ý rằng vành nhật hoa nĩng vì dịng điện trong vành nhật hoa được biến đổi thành nhiệt. Nhưng các chuyên gia khơng đồng ý với nhau về cách thức diễn ra quá trình này. Cần phải thực hiện nhiều quan sát chi tiết hơn nữa. Hình 10 giới thiệu một bức ảnh tia X mới được chụp, ở bước sĩng thích hợp đối với các ion sắt đã mất 8 electron. Nĩ cho thấy rất nhiều vịng mỏng trong khí của vành nhật hoa, nhiều vịng thốt ra từ một khu vực ở phía trên bên trái nơi cĩ nhiều vết đen Mặt trời lớn (khơng được nhìn thấy ở bước sĩng này). Mặt trời đang ngăn cản bước tiến của các nhà khoa học: mỗi khi một camera được chế tạo để ghi nhận chi tiết bé hơn thì người ta lại thấy rằng vẫn cĩ nhiều chi tiết bé hơn nữa mà camera khơng thể ghi được.