Bí ẩn nhiều năm của Mặt trời vừa được giải mã

Những công cụ hiện đại lần đầu tiên giúp chứng minh lý do lớp khí quyển ngoài của Mặt Trời có nhiệt độ cao hơn cả bề mặt.

Chỉ nhìn từ Trái Đất, chúng ta sẽ không nhận ra, tuy nhiên có một điều nghe giống như nghịch lý: vì sao lớp khí quyển trên cùng của Mặt Trời lại có nhiệt độ cao gấp cả trăm lần bề mặt ngôi sao này. Đây là bí ẩn khiến những nhà khoa học vũ trụ vất vả nhiều năm để tìm câu trả lời.

Trong nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Science, các nhà khoa học đến từ học viện công nghệ New Jersey đã chứng minh được những giả thuyết trước đây thông qua những ghi nhận mới nhất từ đài quan sát Mặt Trời Big Bear. Giả thuyết phổ biến nhất để giải thích hiện tượng này là các gai plasma bắn ra từ Mặt Trời khiến nhiệt độ khu vực quanh Mặt Trời tăng cao.

Hình minh họa cho thấy các gai plasma có thể xuyên ra những lớp của tầng khí quyển mặt trời như thế nào. (Ảnh: NJIT).

Đài quan sát Big Bear đã sử dụng các hình chụp chất lượng cao để xác nhận rằng từ trường của Mặt Trời đảo chiều liên tục, tạo thành động năng và nhiệt năng. Những nguồn năng lượng này khiến gai plasma bắn lên từ bề mặt Mặt Trời.

Các gai plasma có thể có kích thước từ 200-500 km, và tác động của từ trường khiến nó bắn qua lớp sắc cầu (chromosphere) để chạm tới lớp ngoài cùng của khí quyển Mặt Trời là nhật hoa (corona), đạt tới độ cao hàng nghìn km. Tốc độ của gai plasma bắn xuyên qua khí quyển Mặt Trời lên tới 100 km/s.

Hình ảnh chụp lại bằng tia cực tím từ đài quan sát Mặt Trời của NASA giúp nhóm nghiên cứu đã khẳng định nhiệt độ của các gai Mặt Trời khi bắn lên lớp corona lên tới 1 triệu độ C. Đó là lý do lớp cao nhất của khí quyển Mặt Trời lại có nhiệt độ cao hơn nhiều so với bề mặt, nằm phía dưới hàng nghìn km. Bề mặt Mặt Trời có nhiệt độ chỉ khoảng 5.500 độ C.

Lớp lõi, các lớp trong khí quyển mặt trời và nhiệt độ của chúng. (Ảnh: JAXA).

"Lần đầu tiên kính viễn vọng Goode của đài quan sát Big Bear thu được các hình ảnh chất lượng cao, cho thấy khi từ trường Mặt Trời đảo chiều gặp áp suất thấp của sẽ tạo ra các gai plasma bắn lên rất mạnh mẽ", nhà vật lý Wenda Cao của học viện kỹ thuật New Jersey chia sẻ.

Trước đây, các nhà khoa học đã sử dụng máy tính để giả lập và xác định giả thuyết này. Tuy nhiên những hình ảnh từ đài quan sát Big Bear là lần đầu tiên con người ghi lại được bằng chứng để chứng minh giả thuyết.

Theo Science Alert, những hình ảnh độ phân giải cao từ đài quan sát Big Bear đóng vai trò tiên quyết để khẳng định giả thuyết trên. Các thiết bị quan sát vũ trụ ngày càng hiện đại hơn, đem lại nhiều khám phá cho con người.

"Những quan sát của chúng tôi về việc hình thành gai, đốt nóng và nguội lại đã cho thấy một vòng tương tác giữa lớp chromosphere và corona", các nhà nghiên cứu kết luận.