Các nhà khoa học đã công bố vào thứ sáu (ngày 18 tháng 4) rằng nhà nghiên cứu năng lượng mặt trời mới nhất trong thị trấn đã chụp được những hình ảnh đầu tiên — hay tôi nên nói là nhà nghiên cứu năng lượng mặt trời mới nhất. Nghĩa là, sứ mệnh nghiên cứu mặt trời này của NASA, có tên là PUNCH, về mặt kỹ thuật bao gồm bốn vệ tinh nhỏ được phân bổ chiến lược trên quỹ đạo hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, bộ tứ này được thiết kế để hoạt động cùng nhau như một công cụ duy nhất có khả năng giải mã một số bí ẩn lớn nhất của ngôi sao của chúng ta.
"Cả bốn công cụ đều hoạt động như thiết kế. Chúng tôi rất vui mừng khi hoàn thành việc đưa vào sử dụng trên quỹ đạo và đưa các máy ảnh này hoạt động cùng nhau", Craig DeForest, tại Ban Khoa học và Khám phá Hệ mặt trời thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) ở Boulder, Colorado, cho biết trong tuyên bố.
Cái gì bạn đang thấy trong những hình ảnh này là một loạt các ngôi sao, có thể nhìn thấy như những tia sáng yếu ớt trên nền trời tối, được bao phủ bởi một lớp sương mù màu hổ phách mềm mại. Sự phát sáng đáng yêu này được gọi là "ánh sáng hoàng đạo", là một ánh sáng khuếch tán được tạo ra bởi các hạt bụi quay quanh mặt trời phản chiếu ánh sáng mặt trời về phía Trái đất. Nếu bạn nhìn kỹ vào các ngôi sao, thậm chí có thể nhìn thấy một số chòm sao trong cảnh, như Kim Ngưu và Cetus. Tuy nhiên, nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, các hình ảnh vũ trụ trong tương lai của PUNCH sẽ không có bất kỳ ngôi sao nào cả — hay bất kỳ ánh sáng hoàng đạo nào.
Mục đích cuối cùng của PUNCH là sử dụng bốn thiết bị của mình — ba máy ảnh trường rộng (WFI) và một máy ảnh trường gần (NFI) — để phân lập các đặc điểm tìm thấy trong gió Mặt trời. Điều này là do một trong những bí ẩn lớn về mặt trời mà sứ mệnh này hướng đến là giải quyết câu đố về cách bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời, hay còn gọi là vành nhật hoa, biến thành gió mặt trời.
Nếu bạn có thể tưởng tượng ra một bong bóng vô hình xung quanh khu vực vũ trụ lân cận của chúng ta, hay còn gọi là rào cản giữa hệ mặt trời của chúng ta và phần còn lại của vũ trụ, thì toàn bộ bong bóng đó chứa đầy các luồng hạt tích điện giải phóng từ vành nhật hoa. Phần lấp đầy bong bóng đó là gió mặt trời, và bản thân bong bóng đó được gọi là nhật quyển.
Nhưng để đưa ra kết luận về quá trình chuyển đổi giữa vành nhật hoa, gió mặt trời và nhật quyển, các nhà khoa học cần phân lập các đặc điểm cực kỳ mờ nhạt trong toàn bộ vật chất của mặt trời — và để phân lập các đặc điểm đó, không được có bất kỳ sự can thiệp nào như các ngôi sao nền hoặc ánh sáng hoàng đạo.
"Trong suốt quá trình đưa vào sử dụng giai đoạn, nhóm PUNCH đang hiệu chỉnh dữ liệu NFI để loại bỏ 99% ánh sáng nhằm hiển thị các vật liệu chảy ra từ bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời với độ chi tiết tuyệt đẹp", DeForest cho biết. "Ba hình ảnh 'ánh sáng đầu tiên' của WFI cho thấy các trường sao, nhưng mục tiêu cuối cùng là loại bỏ trường sao và các ánh sáng nền khác và bảo toàn tia sáng yếu ớt của gió mặt trời khi nó di chuyển đến Trái đất".
Tuy nhiên, những hình ảnh ánh sáng đầu tiên này chứng minh rằng các thiết bị có thể sử dụng được và hoạt động theo cách mà quá trình này có thể diễn ra. Theo tuyên bố, một NFI và một WFI đã được kích hoạt vào ngày 14 tháng 4 và hai NFI còn lại đã được kích hoạt vào ngày 16 tháng 4.
Khi mọi thứ có vẻ ổn, hy vọng chúng ta sẽ có thể xem xét cách PUNCH tận dụng một đặc tính của ánh sáng được gọi là phân cực.
"Máy đo phân cực là một máy ảnh có thể đo ánh sáng phân cực như bạn có thể nhìn qua một cặp kính râm phân cực, và chúng tôi sử dụng nó để đo những gì chúng tôi đang chụp ảnh ở ba chiều", DeForest đã giải thích trước đó trong một cuộc họp báo. "Khi chúng tôi nhìn vào gió mặt trời, chúng tôi đang nhìn vào ánh sáng mặt trời bị phân tán khỏi vật chất thực tế mà chúng tôi đang nhìn thấy. Quá trình phân tán đó phân cực ánh sáng và mức độ phân cực cho chúng tôi biết vật thể ở đâu trong ba chiều."
Những câu chuyện liên quan:
— AI đang giúp các nhà khoa học khám phá một số bí mật sâu kín nhất của mặt trời như thế nào
— Một chu kỳ mặt trời ẩn đang thức tỉnh, nhưng thời tiết vũ trụ khắc nghiệt hơn trong 50 năm tới có thể không phải là điều tồi tệ
— Tàu vũ trụ năng lượng mặt trời liều lĩnh của NASA sống sót sau lần bay gần thứ 2 của mặt trời
Hơn nữa, có vẻ như trong thời gian đưa vào hoạt động 90 ngày của sứ mệnh PUNCH, nhóm nghiên cứu đã chứng minh được khả năng của động cơ tên lửa "kích thước bằng ly thủy tinh, chạy bằng nước" mới. Nhóm nghiên cứu cho biết những động cơ này có thể mang theo nhiên liệu đẩy an toàn và không độc hại, hoạt động bằng cách tàu vũ trụ truyền một dòng điện qua nước để tạo ra các kho dự trữ hydro và oxy áp suất cao. Hydro và oxy sau đó có thể đốt cháy như nhiên liệu khi nhóm cần hiệu chỉnh bất kỳ quỹ đạo nào của tàu vũ trụ.
DeForest cho biết "sự an toàn và ổn định" của hệ thống đẩy này là xứng đáng, có thể là vì, như tuyên bố giải thích, mỗi vệ tinh sẽ cần phải điều chỉnh hàng trăm lần để duy trì vị trí thích hợp.
PUNCH được phóng vào ngày 11 tháng 3, cùng đi trên tên lửa SpaceX Falcon 9 lên quỹ đạo Trái đất với sứ mệnh SPHEREx của NASA (về cơ bản giống như Kính viễn vọng Không gian James Webb góc rộng). Sau khi giai đoạn đưa PUNCH vào hoạt động cuối cùng cũng kết thúc, nhóm nghiên cứu cho biết chúng ta sẽ thấy thông tin khoa học bắt đầu được công bố vào mùa hè này; quá trình phân tích dữ liệu sẽ bắt đầu vào tháng 6.
"Cả bốn công cụ đều hoạt động như thiết kế. Chúng tôi rất vui mừng khi hoàn thành việc đưa vào sử dụng trên quỹ đạo và đưa các máy ảnh này hoạt động cùng nhau", Craig DeForest, tại Ban Khoa học và Khám phá Hệ mặt trời thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) ở Boulder, Colorado, cho biết trong tuyên bố.
Cái gì bạn đang thấy trong những hình ảnh này là một loạt các ngôi sao, có thể nhìn thấy như những tia sáng yếu ớt trên nền trời tối, được bao phủ bởi một lớp sương mù màu hổ phách mềm mại. Sự phát sáng đáng yêu này được gọi là "ánh sáng hoàng đạo", là một ánh sáng khuếch tán được tạo ra bởi các hạt bụi quay quanh mặt trời phản chiếu ánh sáng mặt trời về phía Trái đất. Nếu bạn nhìn kỹ vào các ngôi sao, thậm chí có thể nhìn thấy một số chòm sao trong cảnh, như Kim Ngưu và Cetus. Tuy nhiên, nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, các hình ảnh vũ trụ trong tương lai của PUNCH sẽ không có bất kỳ ngôi sao nào cả — hay bất kỳ ánh sáng hoàng đạo nào.
Mục đích cuối cùng của PUNCH là sử dụng bốn thiết bị của mình — ba máy ảnh trường rộng (WFI) và một máy ảnh trường gần (NFI) — để phân lập các đặc điểm tìm thấy trong gió Mặt trời. Điều này là do một trong những bí ẩn lớn về mặt trời mà sứ mệnh này hướng đến là giải quyết câu đố về cách bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời, hay còn gọi là vành nhật hoa, biến thành gió mặt trời.
Nếu bạn có thể tưởng tượng ra một bong bóng vô hình xung quanh khu vực vũ trụ lân cận của chúng ta, hay còn gọi là rào cản giữa hệ mặt trời của chúng ta và phần còn lại của vũ trụ, thì toàn bộ bong bóng đó chứa đầy các luồng hạt tích điện giải phóng từ vành nhật hoa. Phần lấp đầy bong bóng đó là gió mặt trời, và bản thân bong bóng đó được gọi là nhật quyển.
Nhưng để đưa ra kết luận về quá trình chuyển đổi giữa vành nhật hoa, gió mặt trời và nhật quyển, các nhà khoa học cần phân lập các đặc điểm cực kỳ mờ nhạt trong toàn bộ vật chất của mặt trời — và để phân lập các đặc điểm đó, không được có bất kỳ sự can thiệp nào như các ngôi sao nền hoặc ánh sáng hoàng đạo.
"Trong suốt quá trình đưa vào sử dụng giai đoạn, nhóm PUNCH đang hiệu chỉnh dữ liệu NFI để loại bỏ 99% ánh sáng nhằm hiển thị các vật liệu chảy ra từ bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời với độ chi tiết tuyệt đẹp", DeForest cho biết. "Ba hình ảnh 'ánh sáng đầu tiên' của WFI cho thấy các trường sao, nhưng mục tiêu cuối cùng là loại bỏ trường sao và các ánh sáng nền khác và bảo toàn tia sáng yếu ớt của gió mặt trời khi nó di chuyển đến Trái đất".
Tuy nhiên, những hình ảnh ánh sáng đầu tiên này chứng minh rằng các thiết bị có thể sử dụng được và hoạt động theo cách mà quá trình này có thể diễn ra. Theo tuyên bố, một NFI và một WFI đã được kích hoạt vào ngày 14 tháng 4 và hai NFI còn lại đã được kích hoạt vào ngày 16 tháng 4.
Khi mọi thứ có vẻ ổn, hy vọng chúng ta sẽ có thể xem xét cách PUNCH tận dụng một đặc tính của ánh sáng được gọi là phân cực.
"Máy đo phân cực là một máy ảnh có thể đo ánh sáng phân cực như bạn có thể nhìn qua một cặp kính râm phân cực, và chúng tôi sử dụng nó để đo những gì chúng tôi đang chụp ảnh ở ba chiều", DeForest đã giải thích trước đó trong một cuộc họp báo. "Khi chúng tôi nhìn vào gió mặt trời, chúng tôi đang nhìn vào ánh sáng mặt trời bị phân tán khỏi vật chất thực tế mà chúng tôi đang nhìn thấy. Quá trình phân tán đó phân cực ánh sáng và mức độ phân cực cho chúng tôi biết vật thể ở đâu trong ba chiều."
Những câu chuyện liên quan:
— AI đang giúp các nhà khoa học khám phá một số bí mật sâu kín nhất của mặt trời như thế nào
— Một chu kỳ mặt trời ẩn đang thức tỉnh, nhưng thời tiết vũ trụ khắc nghiệt hơn trong 50 năm tới có thể không phải là điều tồi tệ
— Tàu vũ trụ năng lượng mặt trời liều lĩnh của NASA sống sót sau lần bay gần thứ 2 của mặt trời
Hơn nữa, có vẻ như trong thời gian đưa vào hoạt động 90 ngày của sứ mệnh PUNCH, nhóm nghiên cứu đã chứng minh được khả năng của động cơ tên lửa "kích thước bằng ly thủy tinh, chạy bằng nước" mới. Nhóm nghiên cứu cho biết những động cơ này có thể mang theo nhiên liệu đẩy an toàn và không độc hại, hoạt động bằng cách tàu vũ trụ truyền một dòng điện qua nước để tạo ra các kho dự trữ hydro và oxy áp suất cao. Hydro và oxy sau đó có thể đốt cháy như nhiên liệu khi nhóm cần hiệu chỉnh bất kỳ quỹ đạo nào của tàu vũ trụ.
DeForest cho biết "sự an toàn và ổn định" của hệ thống đẩy này là xứng đáng, có thể là vì, như tuyên bố giải thích, mỗi vệ tinh sẽ cần phải điều chỉnh hàng trăm lần để duy trì vị trí thích hợp.
PUNCH được phóng vào ngày 11 tháng 3, cùng đi trên tên lửa SpaceX Falcon 9 lên quỹ đạo Trái đất với sứ mệnh SPHEREx của NASA (về cơ bản giống như Kính viễn vọng Không gian James Webb góc rộng). Sau khi giai đoạn đưa PUNCH vào hoạt động cuối cùng cũng kết thúc, nhóm nghiên cứu cho biết chúng ta sẽ thấy thông tin khoa học bắt đầu được công bố vào mùa hè này; quá trình phân tích dữ liệu sẽ bắt đầu vào tháng 6.
