Làm thế nào bầu khí quyển mặt trời có thể nóng hơn, thay vì lạnh hơn, bạn càng đi xa khỏi bề mặt mặt trời? Một nhiệm vụ tên lửa phụ được đưa ra vào tháng 7 năm 2012 vừa cung cấp một phần lớn của câu đố.
Bề mặt có thể nhìn thấy mặt trời, hay không gian quang ảnh, là 10.000 độ F. Khi bạn di chuyển ra khỏi nó, bạn đi qua một lớp khí nóng, ion hóa hoặc plasma gọi là corona. Các corona quen thuộc với bất cứ ai đã nhìn thấy nhật thực toàn phần, vì nó lấp lánh màu trắng ma quái xung quanh Mặt trời ẩn.
Nhưng làm thế nào để bầu khí quyển mặt trời trở nên nóng hơn, thay vì lạnh hơn, bạn càng đi xa khỏi bề mặt Sun Sun? Bí ẩn này đã gây hoang mang cho các nhà thiên văn học mặt trời trong nhiều thập kỷ. Một nhiệm vụ tên lửa phụ được đưa ra vào tháng 7 năm 2012 vừa cung cấp một phần lớn của câu đố.
Máy chụp ảnh có độ phân giải cao, hay Hi-C, đã tiết lộ một trong những cơ chế bơm năng lượng vào corona, làm nóng nó tới nhiệt độ lên tới 7 triệu độ F. Bí mật là một quá trình phức tạp được gọi là kết nối lại từ tính.
Đây là lần đầu tiên chúng tôi có hình ảnh ở độ phân giải đủ cao để quan sát trực tiếp sự kết nối lại từ tính, nhà giải thích của nhà thiên văn học Smithsonian Leon Golub (Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian). Chúng tôi có thể thấy chi tiết trong corona tốt hơn năm lần so với bất kỳ nhạc cụ nào khác.
Đây là một trong những hình ảnh có độ phân giải cao nhất từng được chụp từ corona mặt trời, hoặc bầu khí quyển bên ngoài. Nó được chụp bởi NASA Imager Độ phân giải cao, hay Hi-C, trong bước sóng tử ngoại 19,3 nanomet. Hi-C cho thấy Mặt trời rất năng động, với từ trường liên tục cong vênh, xoắn và va chạm trong những đợt năng lượng. Được cộng lại, những vụ nổ năng lượng này có thể tăng nhiệt độ của corona lên 7 triệu độ F khi Mặt trời đặc biệt hoạt động.
Tín dụng: NASA
Đội ngũ của chúng tôi đã phát triển một công cụ đặc biệt có khả năng phân giải hình ảnh mang tính cách mạng của bầu khí quyển mặt trời. Do mức độ hoạt động, chúng tôi có thể tập trung rõ ràng vào một vết đen mặt trời đang hoạt động, nhờ đó có được một số hình ảnh đáng chú ý, nhà nghiên cứu sinh lý học Jonathan Cirtain (Trung tâm bay không gian Marshall) cho biết.
Bện từ và vòng
Hoạt động của Sun Sun, bao gồm các vụ cháy mặt trời và phun trào plasma, được cung cấp bởi từ trường. Hầu hết mọi người đều quen thuộc với thanh nam châm đơn giản, và làm thế nào bạn có thể rắc các thanh sắt xung quanh một cái để xem trường của nó lặp từ đầu này sang đầu kia. Mặt trời phức tạp hơn nhiều.
Bề mặt Sun Sun giống như một tập hợp các nam châm dài hàng ngàn dặm rải rác xung quanh sau khi sủi bọt từ bên trong Mặt trời. Từ trường thò ra khỏi một điểm và vòng qua một điểm khác. Plasma chảy dọc theo các trường đó, phác thảo chúng bằng các sợi phát sáng.
Các hình ảnh từ Hi-C cho thấy các từ trường đan xen được bện giống như tóc. Khi những bím tóc thư giãn và duỗi thẳng, chúng giải phóng năng lượng. Hi-C đã chứng kiến một sự kiện như vậy trong chuyến bay của mình.
Nó cũng phát hiện một khu vực nơi các đường sức từ giao nhau trong một chữ X, sau đó đi thẳng ra khi các trường được kết nối lại. Vài phút sau, điểm đó nổ ra với một ngọn lửa mặt trời nhỏ.
Hi-C cho thấy Mặt trời rất năng động, với từ trường liên tục cong vênh, xoắn và va chạm trong những đợt năng lượng. Được cộng lại, những vụ nổ năng lượng này có thể tăng nhiệt độ của corona lên 7 triệu độ F khi Mặt trời đặc biệt hoạt động.
Chọn mục tiêu
Các kính thiên văn trên tàu Hi-C được cung cấp độ phân giải 0,2 giây cung - về kích thước của một đồng xu nhìn thấy từ 10 dặm. Đó là các nhà thiên văn cho phép trêu chọc ra chi tiết chỉ 100 dặm trong kích thước. (Để so sánh, Mặt Trời là 865.000 dặm đường kính.)
Hi-C chụp ảnh Mặt trời dưới ánh sáng cực tím ở bước sóng 19,3 nanomet - ngắn hơn 25 lần so với bước sóng của ánh sáng khả kiến. Bước sóng đó bị chặn bởi bầu khí quyển Trái đất, vì vậy để quan sát nó, các nhà thiên văn phải vượt lên trên bầu khí quyển. Chuyến bay phụ của tên lửa tên lửa cho phép Hi-C thu thập dữ liệu chỉ trong hơn 5 phút trước khi trở về Trái đất.
Hi-C chỉ có thể xem một phần của Mặt trời, vì vậy nhóm phải chỉ ra nó một cách cẩn thận. Và vì Mặt trời thay đổi hàng giờ, họ phải chọn mục tiêu vào phút cuối - ngày ra mắt. Họ đã chọn một khu vực hứa hẹn sẽ đặc biệt tích cực.
Golub Chúng tôi đã xem xét một trong những khu vực hoạt động lớn nhất và phức tạp nhất mà tôi đã từng thấy trên Mặt trời, Golub nói. Cận cảnh chúng tôi hy vọng rằng chúng tôi sẽ thấy một cái gì đó thực sự mới, và chúng tôi đã thất vọng.
Bước tiếp theo
Golub nói rằng dữ liệu từ Hi-C tiếp tục được phân tích để có cái nhìn sâu sắc hơn. Các nhà nghiên cứu đang săn lùng các khu vực nơi các quá trình giải phóng năng lượng khác đang diễn ra.
Trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng sẽ phóng một vệ tinh có thể quan sát Mặt trời liên tục ở cùng mức độ chi tiết sắc nét.
Chúng tôi đã học được rất nhiều chỉ trong năm phút. Hãy tưởng tượng những gì chúng ta có thể học được bằng cách xem Mặt trời 24/7 với kính viễn vọng này, Gol nói.
Qua CfA Harvard-Smithsonian