Khoa học vũ trụ

Bầu khí quyển của Mặt Trời: Sắc quyển, Quang quyển và Vành nhật hoa

Bầu khí quyển của Mặt Trời bao gồm một vài lớp, chủ yếu là quang quyển, sắc quyển và Vành nhật hoa. Đó là trong các lớp bên ngoài mà năng lượng của Mặt Trời, đã sôi sục từ các lớp bên trong, được phát hiện dưới dạng ánh sáng.

Quang quyểnBầu khí quyển của Mặt Trời: Sắc quyển, Quang quyển và Vành nhật hoa

Tầng thấp nhất của khí quyển là quang quyển. Nó dày khoảng 300 dặm (500 km). Lớp này là nơi năng lượng Mặt Trời được giải phóng dưới dạng ánh sáng. Bởi vì khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất là rất lớn, ánh sáng đó đến được hành tinh của chúng ta trong khoảng 8 phút.

Quang quyển được đánh dấu bằng các hạt sáng, sủi bọt của plasma và các điểm tối lạnh hơn, mát hơn, xuất hiện khi từ trường của Mặt Trời xuyên qua bề mặt. Các vết đen Mặt Trời xuất hiện, di chuyển trên Mặt Trời. Quan sát chuyển động này giúp các nhà thiên văn học nhận ra rằng Mặt Trời quay trên trục của nó.

Vì mặt trời là một quả bóng khí không có dạng rắn, các vùng khác nhau sẽ xoay theo các tốc độ khác nhau. Các vùng xích đạo của Mặt Trời quay trong khoảng 24 ngày, trong khi các vùng cực mất hơn 30 ngày để quay 1 vòng hoàn chỉnh.

Xem thêm: Quang quyển

Pháo sáng Mặt Trời

Bầu khí quyển của Mặt Trời: Sắc quyển, Quang quyển và Vành nhật hoa

Quang quyển là nguồn gốc của “pháo sáng” Mặt Trời, kéo dài hàng trăm ngàn dặm trên bề mặt của Mặt Trời. Pháo sáng Mặt Trời tạo ra các vụ nổ tia X, bức xạ cực tím, bức xạ điện từ và sóng radio.

Xem thêm: Pháo sáng Mặt Trời

Sắc quyển

Bầu khí quyển của Mặt Trời: Sắc quyển, Quang quyển và Vành nhật hoa

Lớp tiếp theo là Sắc quyển. Sắc quyển phát ra một loại ánh sáng màu đỏ, siêu nóng của hydro bị đốt cháy. Nhưng vành màu đỏ này chỉ có thể được nhìn thấy trong hiện tượng nhật thực toàn phần. Vào những thời điểm khác, ánh sáng từ Sắc quyển thường quá yếu để được con người nhìn thấy được so với các toàn cảnh xung quanh sáng hơn.

Sắc quyển có thể đóng vai trò trong việc dẫn nhiệt từ bên trong của Mặt Trời đến lớp ngoài cùng của nó, Vành nhật hoa. “Chúng tôi thấy một số loại sóng địa chấn Mặt Trời hướng lên bầu khí quyển thấp hơn, gọi là sắc cầu, và từ đó, vào trong Vành nhật hoa”, Junwei Zhao, nhà khoa học Mặt Trời tại Đại học Stanford, California, và tác giả chính trong một nghiên cứu gần đây theo dõi sóng từ các vết đen Mặt Trời, trong một tuyên bố đã nói “Nghiên cứu này cho chúng ta một quan điểm mới để xem xét các sóng có thể đóng góp vào năng lượng của khí quyển hay không.”

Xem thêm: Sắc quyển

Vành Nhật hoa

Bầu khí quyển của Mặt Trời: Sắc quyển, Quang quyển và Vành nhật hoa

Lớp thứ ba của bầu khí quyển của Mặt Trời là Vành nhật hoa. Nó chỉ có thể được nhìn thấy trong nhật thực toàn phần. Nó xuất hiện dưới dạng các bộ truyền phát màu trắng hoặc các luồng khí ion hóa chảy ra ngoài vào không gian.

Nhiệt độ trong Vành nhật hoa của Mặt Trời lên tới 3,5 triệu độ F (2 triệu độ C). Khi khí mát, chúng trở thành gió Mặt Trời. Tại sao Vành nhật hoa nóng hơn khu lân cận 300 lần, mặc dù ở xa lõi năng lượng Mặt Trời, vẫn là một bí ẩn.

Xem thêm: Vành Nhật hoa

Jeff Brosius, một nhà khoa học không gian tại Đại học Công giáo ở Washington, DC, và Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, nói trong một tuyên bố. “Mọi thứ thường trở nên lạnh hơn so với nguồn nóng. Khi bạn đang rang kẹo xốp marshmallow, bạn di chuyển nó đến gần ngọn lửa để nấu nó, không xa hơn.”

Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng các vụ nổ nhỏ được gọi là nanoflares có thể giúp đẩy nhiệt độ lên bằng cách cung cấp các vụ nổ rời rạc lên tới 18 triệu F (10 triệu C).

Jim Klimchuk, một nhà khoa học năng lượng Mặt Trời tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Maryland, cho biết: “Các vụ nổ được gọi là nanoflares vì chúng có một phần tỷ năng lượng của một ngọn lửa thông thường. “Mặc dù rất nhỏ theo tiêu chuẩn năng lượng Mặt Trời, nhưng mỗi gói lại là một quả bom hyđro 10 megaton. Hàng triệu trong số chúng chúng sẽ bị tắt mỗi giây trên Mặt Trời, và chúng làm nóng Vành nhật hoa.”

Siêu bão khổng lồ cũng có thể đóng một vai trò trong việc sưởi ấm lớp ngoài của Mặt Trời. Những bộ năng lượng Mặt Trời này là sự kết hợp của khí nóng chảy và các đường từ trường rối, cuối cùng được điều khiển bởi các phản ứng hạt nhân trong lõi Mặt Trời.

“Dựa trên các sự kiện được phát hiện, chúng tôi ước tính có ít nhất 11.000 xoáy hiện diện trên Mặt Trời mọi lúc,” Sven Wedemeyer-Böhm, một nhà khoa học Mặt Trời của Đại học Oslo ở Na Uy và là tác giả chính của nhóm xác định cơn lốc xoáy trên Mặt Trời, nói với Space.com.

Những hiệu ứng Mặt Trời – Trái Đất

Bầu khí quyển của Mặt Trời: Sắc quyển, Quang quyển và Vành nhật hoa

Bên cạnh việc cung cấp ánh sáng và nhiệt, Mặt Trời ảnh hưởng đến Trái Đất thông qua bức xạ cực tím, dòng chảy ổn định của gió Mặt Trời và những cơn bão bùng nổ lớn. Bức xạ cực tím từ Mặt Trời tạo ra tầng ozon, từ đó làm nên lá chắn hành tinh.

Tia X

Các hiệu ứng khác tạo ra các hiệu ứng trên Trái Đất được gọi là thời tiết không gian, chúng thay đổi rất thường xuyên. Các tia X mềm (bước sóng dài) từ vành nhật hoa Mặt Trời làm nên những lớp của tầng điện ly. Khi hoạt động Mặt Trời tăng, phát xạ tia X mềm từ vành nhật hoa (thay đổi chậm) và các vụ bùng nổ (bộc phát) tăng lên, tạo ra lớp phản xạ tốt hơn nhưng lại tăng mật độ của tầng điện ly cho đến khi sóng vô tuyến bị hấp thụ và sự kết nối với bước sóng ngắn bị cản trở.

Các xung tia X cứng hơn (bước sóng ngắn hơn) từ các tia sáng ion hóa lớp thấp nhất của tầng điện ly (lớp D) khiến cho sóng vô tuyến mờ dần đi. Từ trường quay của Trái Đất đủ mạnh để chặn lại gió Mặt Trời, tạo thành quyển từ. Ở phía đối diện với Mặt Trời, các đường từ trường kéo dài trong một cấu trúc gọi là “đuôi từ trường” (magnetotail).

Khi trường liên hành tinh chuyển sang hướng đối diện với trường của Trái Đất hoặc khi có những đám mây hạt lớn xâm nhập vào nó, các từ trường trong đuôi từ trường kết nối lại và giải phóng ra năng lượng, tạo ra cực quang Borealis (ánh sáng ở phía Bắc).

Bão địa từ

Mỗi khi có một lỗ nhật hoa lớn đối diện với Trái Đất, gió Mặt Trời phát triển nhanh và một cơn bão địa từ xảy ra. Điều này tạo ra một loạt các cơn bão 27 ngày đặc biệt nổi bật tại thời điểm cực tiểu của vết đen Mặt Trời. Những đám mây của các hạt năng lượng tạo thành một vòng xung quanh quyển từ, tạo ra những dao động mạnh trong trường Trái Đất, nó được gọi là các cơn bão địa từ.

Những hiện tượng này làm gián đoạn sự kết nối sóng vô tuyến và tạo ra điện áp tăng cao trong đường dây truyền tải đường dài và các dây dẫn dài khác.

Có lẽ hấp dẫn nhất trong tất cả các hiệu ứng của Trái Đất là những tác động có thể xảy ra của Mặt Trời đối với khí hậu Trái đất. Thời kỳ Tiểu Băng Hà (Maunder Minimum) có vẻ là một ví dụ điển hình nhưng vẫn có một vài hiệu ứng khác rõ ràng hơn.

Tuy nhiên, hầu hết các nhà khoa học tin rằng có một sự liên kết chặt chẽ và quan trọng nào đó đang tồn tại và bị che dấu bởi một số biến thể khác.

Bởi vì các hạt tích điện chạy theo từ trường nên chúng ta không thể thấy được các bức xạ khi quan sát mọi vụ bùng nổ mà chỉ từ những vụ bùng nổ có vị trí thuận lợi ở bán cầu Tây của Mặt Trời. Vòng quay Mặt Trời làm cho các đường sức từ ở phía tây của Mặt Trời (nhìn từ Trái Đất) hướng ngược trở lại Trái đất, dẫn hướng cho các hạt của vụ bùng nổ ở đó.

Những hạt này chủ yếu là các proton vì hydro là thành phần chủ yếu của Mặt Trời. Nhiều hạt bị mắc kẹt trong một trận chấn động lớn nổ ra từ Mặt Trời với tốc độ 1.000 km mỗi giây.

Luồng của các hạt năng lượng thấp trong các vụ bùng nổ lớn mạnh đến mức có thể gây nguy hiểm đến tính mạng của các phi hành gia bên ngoài từ trường Trái Đất.

Chủ đề xuất hiện trong bài viết
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker