Vào ngày 11 tháng 3, NASA đã triển khai Polarimeter để thống nhất Corona và Nhật quyển, hay gọi tắt là PUNCH. Ba tháng sau, sứ mệnh này cuối cùng đã tạo ra dữ liệu khoa học đầu tiên của mình—và nó thật ngoạn mục.
Để hiểu rõ hơn, PUNCH là một bộ bốn vệ tinh nằm trên quỹ đạo cực đồng bộ với mặt trời, cách bề mặt khoảng 650 km. Cùng nhau, chúng có khả năng chụp những hình ảnh cực kỳ chi tiết về nhiều hiện tượng khác nhau liên quan đến thời tiết mặt trời. Các thiết bị của chúng đặc biệt thành thạo trong việc ghi lại hoạt động của vành nhật hoa và động lực gió mặt trời—một hiện tượng rất khó quan sát.
Nhưng cải tiến chính của bốn tàu thăm dò này là chúng có trường nhìn cực rộng. Nó bao phủ một phần lớn bầu trời, vượt xa khả năng quan sát của tất cả các coronagraph hiện tại như LASCO. Thiết bị sau là một trong những thiết bị mạnh nhất trên thế giới khi nói đến việc ghi lại loại hiện tượng này; nhưng nó cũng rất cũ và quang học của nó chỉ bao phủ một vùng hẹp hơn nhiều khi so sánh.
"Tôi muốn thu hút sự chú ý của bạn đến vòng tròn màu trắng gần tâm trường nhìn. Vòng tròn này biểu thị trường nhìn của LASCO, kính thiên văn nhật hoa lớn nhất hiện đang được sử dụng để dự báo thời tiết vũ trụ," nhà vật lý thiên văn và đồng tác giả Craig DeForest giải thích trong bài phát biểu của mình. Một chi tiết rất đáng chú ý cho phép chúng ta nhận ra sự khác biệt to lớn tồn tại giữa hiệu suất của hai thiết bị.
“Quầng hào quang phóng ra vành nhật hoa này là thứ bạn chưa từng thấy trước đây,” DeForest giải thích. “Nếu bạn theo dõi báo chí khoa học, có lẽ bạn đã từng xem phim về quầng hào quang phóng ra vành nhật hoa. Nhưng bạn chưa từng thấy quầng hào quang nào cách Mặt trời 30 hoặc 40 độ… ở đây bạn đang nhìn thấy thứ gì đó thực sự quét qua toàn bộ bầu trời của hệ mặt trời bên trong khi nó tiến gần đến Trái đất,” nhà nghiên cứu nhấn mạnh.
Và phần tuyệt vời nhất là, đây chỉ là sự khởi đầu. Bốn đầu dò vẫn chưa đạt đến vị trí cuối cùng của chúng và quá trình hiệu chuẩn thiết bị vẫn chưa hoàn tất. Điều này có nghĩa là trong vòng vài tháng nữa, PUNCH sẽ có thể tạo ra những hình ảnh chính xác hơn nữa. Những điều này sẽ cực kỳ có giá trị đối với các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu động lực của Mặt trời và ảnh hưởng của nó lên các thiên thể khác, bắt đầu từ Trái đất.
Những cơn bão yếu nhất không có tác động rõ rệt, ngoại trừ một vài cực quang tuyệt đẹp. Nhưng vượt quá một ngưỡng nhất định, những hiện tượng này cũng có thể gây ra nhiều hậu quả khó chịu hơn, chẳng hạn như làm gián đoạn hệ thống định vị và liên lạc. Trong những trường hợp cực đoan nhất, những cơn bão này có thể tạo ra một dòng điện đáng kể trong các vật liệu dẫn điện.
Và đó là một vấn đề rất, rất lớn. Trên thực tế, điều này có nghĩa là các đợt bùng phát năng lượng mặt trời, và đặc biệt là các CME dữ dội nhất, rất nguy hiểm đối với một số yếu tố chính của hệ sinh thái công nghệ của chúng ta, bắt đầu từ các vệ tinh hoạt động trong khu vực tiếp xúc nhiều hơn với các hạt từ không gian. Nói cách khác, các CME dữ dội đặc biệt đại diện cho một mối đe dọa lớn đối với nền văn minh của chúng ta, bằng chứng là ví dụ nổi tiếng về sự kiện Carrington.
Một đợt bùng phát năng lượng mặt trời loại X đã gây ra tình trạng mất sóng vô tuyến trên Trái đất
Ngoài khoa học năng lượng mặt trời thuần túy, chúng ta còn có một lý do rất cụ thể và thực tế để theo dõi những ý thích bất chợt của Mặt trời. Nhờ có PUNCH, giờ đây chúng ta có một công cụ mới và rất hiệu quả để thực hiện việc này, và chúng tôi đang mong chờ được khám phá những hình ảnh tuyệt đẹp mà nó chắc chắn sẽ mang về trong sứ mệnh kéo dài hai năm của mình.
Để hiểu rõ hơn, PUNCH là một bộ bốn vệ tinh nằm trên quỹ đạo cực đồng bộ với mặt trời, cách bề mặt khoảng 650 km. Cùng nhau, chúng có khả năng chụp những hình ảnh cực kỳ chi tiết về nhiều hiện tượng khác nhau liên quan đến thời tiết mặt trời. Các thiết bị của chúng đặc biệt thành thạo trong việc ghi lại hoạt động của vành nhật hoa và động lực gió mặt trời—một hiện tượng rất khó quan sát.
Nhưng cải tiến chính của bốn tàu thăm dò này là chúng có trường nhìn cực rộng. Nó bao phủ một phần lớn bầu trời, vượt xa khả năng quan sát của tất cả các coronagraph hiện tại như LASCO. Thiết bị sau là một trong những thiết bị mạnh nhất trên thế giới khi nói đến việc ghi lại loại hiện tượng này; nhưng nó cũng rất cũ và quang học của nó chỉ bao phủ một vùng hẹp hơn nhiều khi so sánh.
Một loạt hình ảnh ngoạn mục đầu tiên
Trên thực tế, điều này có nghĩa là PUNCH có thể theo dõi sự lan truyền của nhiều hiện tượng liên quan đến mặt trời trên một khoảng cách rất xa, với độ phân giải tuyệt vời. Và để thấy điều này, chỉ cần xem đoạn phim công khai về sứ mệnh này, được trình bày tại cuộc họp lần thứ 246 của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ và được phát hiện bởi ScienceAlert.
"Tôi muốn thu hút sự chú ý của bạn đến vòng tròn màu trắng gần tâm trường nhìn. Vòng tròn này biểu thị trường nhìn của LASCO, kính thiên văn nhật hoa lớn nhất hiện đang được sử dụng để dự báo thời tiết vũ trụ," nhà vật lý thiên văn và đồng tác giả Craig DeForest giải thích trong bài phát biểu của mình. Một chi tiết rất đáng chú ý cho phép chúng ta nhận ra sự khác biệt to lớn tồn tại giữa hiệu suất của hai thiết bị.
Một góc nhìn mới về CME
Nhóm của DeForest đã sử dụng trường nhìn rộng lớn này để hé lộ một góc nhìn hoàn toàn mới về một hiện tượng rất quan trọng trong động lực học mặt trời: Sự phun trào khối lượng vành nhật hoa, hay CME. Đây là những sự kiện xảy ra khi các đường sức từ của ngôi sao chúng ta đan xen, đứt và kết nối lại. Quá trình này giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, theo nghĩa đen là xé toạc vật chất khỏi vành nhật hoa của ngôi sao, đẩy ra một số lượng rất lớn các hạt tích điện. Các hạt này tụ lại với nhau dưới dạng một bong bóng plasma khổng lồ có thể nặng tới vài tỷ tấn. Tùy thuộc vào điểm xuất phát của chúng, các CME này đôi khi có thể hướng thẳng đến Trái đất. Nếu vậy, đối với chúng ta, chúng xuất hiện như một quầng sáng, một loại hào quang dường như phát triển xung quanh Mặt trời khi vật chất tiến đến hành tinh của chúng ta với tốc độ vài trăm km mỗi giây. Và đây chính xác là những gì PUNCH đã chụp được.“Quầng hào quang phóng ra vành nhật hoa này là thứ bạn chưa từng thấy trước đây,” DeForest giải thích. “Nếu bạn theo dõi báo chí khoa học, có lẽ bạn đã từng xem phim về quầng hào quang phóng ra vành nhật hoa. Nhưng bạn chưa từng thấy quầng hào quang nào cách Mặt trời 30 hoặc 40 độ… ở đây bạn đang nhìn thấy thứ gì đó thực sự quét qua toàn bộ bầu trời của hệ mặt trời bên trong khi nó tiến gần đến Trái đất,” nhà nghiên cứu nhấn mạnh.
Và phần tuyệt vời nhất là, đây chỉ là sự khởi đầu. Bốn đầu dò vẫn chưa đạt đến vị trí cuối cùng của chúng và quá trình hiệu chuẩn thiết bị vẫn chưa hoàn tất. Điều này có nghĩa là trong vòng vài tháng nữa, PUNCH sẽ có thể tạo ra những hình ảnh chính xác hơn nữa. Những điều này sẽ cực kỳ có giá trị đối với các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu động lực của Mặt trời và ảnh hưởng của nó lên các thiên thể khác, bắt đầu từ Trái đất.
Theo dõi Mặt trời: Không chỉ là Khoa học
Chúng ta biết rằng CME có thể có tác động rất hữu hình lên hành tinh của chúng ta. Khi những bong bóng plasma khổng lồ này hướng về Trái đất, chúng sẽ va chạm với từ trường của Trái đất, đóng vai trò như một lá chắn chống lại các hạt tích điện này. Tác động này truyền một phần năng lượng của CME tới từ quyển, gây ra cái gọi là bão địa từ.Những cơn bão yếu nhất không có tác động rõ rệt, ngoại trừ một vài cực quang tuyệt đẹp. Nhưng vượt quá một ngưỡng nhất định, những hiện tượng này cũng có thể gây ra nhiều hậu quả khó chịu hơn, chẳng hạn như làm gián đoạn hệ thống định vị và liên lạc. Trong những trường hợp cực đoan nhất, những cơn bão này có thể tạo ra một dòng điện đáng kể trong các vật liệu dẫn điện.
Và đó là một vấn đề rất, rất lớn. Trên thực tế, điều này có nghĩa là các đợt bùng phát năng lượng mặt trời, và đặc biệt là các CME dữ dội nhất, rất nguy hiểm đối với một số yếu tố chính của hệ sinh thái công nghệ của chúng ta, bắt đầu từ các vệ tinh hoạt động trong khu vực tiếp xúc nhiều hơn với các hạt từ không gian. Nói cách khác, các CME dữ dội đặc biệt đại diện cho một mối đe dọa lớn đối với nền văn minh của chúng ta, bằng chứng là ví dụ nổi tiếng về sự kiện Carrington.
Một đợt bùng phát năng lượng mặt trời loại X đã gây ra tình trạng mất sóng vô tuyến trên Trái đất
Ngoài khoa học năng lượng mặt trời thuần túy, chúng ta còn có một lý do rất cụ thể và thực tế để theo dõi những ý thích bất chợt của Mặt trời. Nhờ có PUNCH, giờ đây chúng ta có một công cụ mới và rất hiệu quả để thực hiện việc này, và chúng tôi đang mong chờ được khám phá những hình ảnh tuyệt đẹp mà nó chắc chắn sẽ mang về trong sứ mệnh kéo dài hai năm của mình.
