M
Mắt Biếc
Guest
Trong số nhiều các lần di chuyển, xuất hiện, biến mất liên tục và các sự kiện phát nổ trong bầu khí quyển của Mặt Trời, còn có đám khí khổng lồ - rộng như một tiểu bang của Hoa Kỳ và dài bằng Trái Đất – được phình phóng lên từ bề mặt của Mặt Trời với tốc độ 150.000 dặm / giờ. Giống như những cái gai, đây là một trong nhiều hiện tượng được coi là sự chuyển năng lượng và nhiệt độ xuyên suốt khí quyển từ của Mặt Trời còn được gọi là hoặc hào quang (corona).
Nhờ có Đài quan sát Động lực học năng lượng Mặt Trời của NASA (SDO) và vệ tinh Hinode của Nhật Bản, những gai gần đây đã được chụp ảnh và đo đạt tốt hơn bao giờ hết, cho thấy chúng có chứa khí nóng hơn so với các lần quan sát trước đây. Vì vậy, có lẽ chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp làn nóng hào quang của Mặt Trời đến mức một triệu độ kinh ngạc và có thể cao hơn. (Một con số làm chúng ta ngạc nhiên bởi vì bề mặt của Mặt Trời chỉ vào khoảng 10.000 độ F).
Điều gì làm cho hào quang nóng như thế là một khía cạnh chưa được hiểu rõ về hệ thời tiết không gian phức tạp của Mặt Trời. Hệ thời tiết này có thể tiếp cận Trái Đất, tạo ra ánh sáng cực quang và, nếu đủ mạnh, làm gián đoạn thông tin liên lạc của Trái Đất và hệ thống điện. Tìm hiểu về các hiện tượng như vậy, do đó, là một bước quan trọng hướng tới bảo vệ tốt hơn các vệ tinh của chúng ta, và các lưới điện.
"Quan niệm truyền thống là các sự làm nóng xảy ra trên cao hơn trong hào quang," phát biểu bới nhà vật lý Mặt Trời Dean Pesnell, và là nhà khoa học dự án SDO tại Trung tâm không gian Goddard của NASA tại Greenbelt, Md. "Các ý kiến trong bài báo này là khí mát được thóat ra ngoài từ bề mặt của Mặt Trời trong các gai và được nung nóng trên đường tới hào quang. Điều này không có nghĩa là quan niệm cũ đã hoàn toàn đảo ngược, mà là một ý kiến mạnh rằng một phần của vật chất của gai được đun nóng đến nhiệt độ rất cao và cung cấp một số sự làm nóng hào quang."
Gai lần đầu tiên được đặt tên trong thập niên 1940, nhưng khó để nghiên cứu cụ thể cho đến gần đây,phát biểu bởi Bart De Pontieu thuộc Phòng thí nghiệm Thiên văn Vật lý và Mặt Trời của Lockeed Martin, Palo Alto, California; công trình của ông về chủ đề này đã được đăng trên tạp chí Science số ngày 07 tháng 01 năm 2011.
Trong ánh sáng nhìn thấy, các gai có thể quan sát thấy được về việc chúng gửi các khối lớn plasma – khí điện từ bao quanh Mặt Trời - lên thông qua khí quyển thấp hoặc quyển sáng của Mặt Trời. Lượng vật chất gửi lên thực sự gây ngạc nhiên, khoảng 100 lần so với các dòng đi từ Mặt Trời trong gió Mặt Trời về phía các rìa Hệ Mặt Trời. Nhưng không ai biết liệu chúng có chứa khí nóng.
"Làm nóng các gai đến nhiệt độ cần thiết chưa hề được quan sát, do đó, vai trò của chúng trong việc làm nóng hào quang đã bị bác bỏ như điều không xảy ra", ông De Pontieu cho biết.
Bây giờ, đội của De Pontieu - trong đó bao gồm các nhà nghiên cứu tại Lockheed Martin, Đài quan sát cao độ của Trung tâm Nghiên cứu khí quyển quốc gia (NCAR) ở Colorado và Đại học Oslo, Na Uy - đã có thể kết hợp các hình ảnh từ SDO và Hinode để cho ra một bức tranh hoàn chỉnh hơn về khí bên trong những vòi phun khổng lồ.
Theo dõi các chuyển động và nhiệt độ của các gai phụ thuộc vào việc xác định thành công các hiện tượng tương tự trong tất cả các hình ảnh. Một rắc rối xuất phát từ thực tế là các khí cụ khác nhau "nhìn thấy" khí ở nhiệt độ khác nhau. Hình ảnh từ Hinode trong khoảng ánh sáng nhìn thấy, ví dụ, chỉ hiện khí mát, trong khi hình ảnh đó ghi lại cho thấy ánh sáng UV của khí đó lại lên đến vài triệu độ.
Để thể hiện các khí mát mà trước được biết đến trong một gai nằm cạnh với một số khí rất nóng thì yêu cầu phải thể hiện các khí nóng và mát trong các hình ảnh riêng biệt được đặt trong cùng một không gian. Mỗi tàu vũ trụ được cung cấp những lợi thế cụ thể để giúp xác định rằng tàu đó nhìn thấy những sự kiện tương tự trong nhiều hình ảnh.
Trước tiên, Hinode: Trong năm 2009, các nhà khoa học sử dụng các quan sát từ Hinode và kính thiên văn trên Trái Đất, lần đầu tiên, xác định một gai khi nhìn vào nó đâm vào nhau. (Hãy tưởng tượng nó khó như thế nào, khi nhìn từ khỏang cách xa 90 triệu dặm, để xác định rằng bạn đang nhìn một vòi phun mà bạn chỉ có thể nhìn từ trên xuống thay vì một cái nhìn bên). Tầm nhìn từ trên xuống của một gai đảm bảo một hình ảnh với ít ảnh hưởng bởi các vật chất Mặt Trời không liên quan ở giữa máy ảnh và vòi phun, do đó gia tăng độ tin cậy cho bất cứ quan sát nào về khí nóng hơn có thực sự là một phần của gai.
Một giúp đỡ để theo dõi một gai đơn là của là khả năng chụp ảnh Mặt Trời của SOD cứ mỗi 12 giây. "Bạn có thể theo dõi mọi thứ từ một hình ảnh kế tiếp và biết bạn đang quan sát cùng một thứ ở một nơi khác", ông Pesnell phát biểu. "Nếu bạn chỉ có duy nhất những hình ảnh mỗi 12 phút, sau đó bạn không thể chắc chắn rằng những gì bạn đang xem là cùng một sự kiện, vì bạn đã không xem toàn bộ tiến trình của nó."
Hợp nhất các thiết bị này với nhau, các nhà khoa học có thể so sánh hình ảnh đồng thời tại SDO và Hinode để tạo ra một hình ảnh hoàn chỉnh hơn về các gai. Họ nhận thấy rằng có rất nhiều khí được đun nóng đến một trăm nghìn độ, trong khi một phần nhỏ của khí được làm nóng hàng triệu độ. Các hình ảnh thời gian chậm cho thấy các vật chất nóng này phun lên cao vào các quầng, phần nhiều rơi trở lại bề mặt của Mặt Trời. Tuy nhiên, các phần nhỏ của các khí được làm nóng hàng triệu độ không ngay lập tức quay trở lại bề mặt. "Với số lượng lớn các gai trên Mặt Trời, và số lượng vật chất trong các gai, nếu ngay cả một số phần của plasma siêu nóng đó vẫn ở trên cao nó sẽ góp khá nhiều nhiệt vào việc làm nóng hào quang ", phát biểu bới ông Scott McIntosh từ NCAR, thuộc nhóm nghiên cứu.
Tất nhiên, De Pontieu cũng cho biết rằng điều này không thể giải đáp hòan tòan bí ẩn của hào quang. Kết quả chính, ông nói, là họ đang thách thức các nhà lý thuyết về việc kết hợp các khả năng rằng một số quá trình làm nóng hào quang xảy ra ở độ cao thấp hơn trong khí quyển Mặt Trời. Bước tiếp theo của ông là giúp tìm ra vai trò của một gai bằng cách nghiên cứu làm thế nào gai hình thành, cách chúng di chuyển quá nhanh, làm thế nào chúng được làm nóng đến nhiệt độ cao như vậy trong một thời gian ngắn, và bao nhiêu phần ở lại trong hào quang.
Nhà vật lý thiên văn Jonathan Cirtain, cũng là nhà khoa học dự án của Hoa Kỳ cho Hinode tại Trung tâm không gian Marshall, Huntsville, Ala chỉ ra rằng việc kết hợp những thông tin mới sẽ giúp giải quyết một câu hỏi quan trọng trong việc tiến xa hơn về nghiên cứu Mặt Trời. "Điều này mang tính đột phá trong sự hiểu biết của chúng ta về các cơ chế mà chuyển năng lượng từ quyển sáng đến hào quang giải quyết một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất trong vật lý thiên văn: Làm thế nào mà bầu khí quyển của một ngôi sao được làm nóng?" , ông nói. "Đây là một phát hiện tuyệt vời, và chứng minh thực lực của Đài quan sát Hệ vật lý Mặt Trời của NASA, bao gồm nhiều khí cụ trên nhiều đài quan sát."
Hinode là sứ mệnh thứ hai trong chương trình Các máy thăm dò Mặt Trời đặt trên mặt đất của NASA, mục đích của chúng là để cải thiện sự hiểu biết về các quy trình cơ bản của Mặt Trời và vật lý vũ trụ. Sứ mệnh này được điều hành bởi Cơ quan thám hiểm vũ trụ Nhật Bản (JAXA) và Đài thiên văn quốc gia Nhật Bản (NAOJ). Hợp tác sứ mệnh bao gồm Hoa Kỳ, Anh, Na Uy và Châu Âu. Trung tâm Marshall của NASA quản lý hoạt động khoa học liên quan đến Hinode của Hoa Kỳ và giám sát sự phát triển của các thiết bị khoa học cung cấp cho các nhiệm vụ của NASA, giảng dạy và công nghiệp. Trung tâm Công nghệ cao Lockeed Martin của Hoa Kỳ là điều tra viên lãnh đạo của Kính viễn vọng quang học trên Hinode.
SDO là sứ mệnh đầu tiên trong một chương trình khoa học của NASA gọi là Sống cùng một ngôi sao, mục tiêu trong số đó là để phát triển sự hiểu biết khoa học cần thiết để giải quyết những khía cạnh của hệ Mặt Trời ảnh hưởng trực tiếp lên sự sống và xã hội chúng ta. Trung tâm Goddard của NASA xây dựng, vận hành, và quản lý các tàu vũ trụ SDO cho Tổng cục các sứ mệnh khoa học của NASA ở Washington.
Ảnh hào quang(corona) của Mặt Trời, NASA
Nhờ có Đài quan sát Động lực học năng lượng Mặt Trời của NASA (SDO) và vệ tinh Hinode của Nhật Bản, những gai gần đây đã được chụp ảnh và đo đạt tốt hơn bao giờ hết, cho thấy chúng có chứa khí nóng hơn so với các lần quan sát trước đây. Vì vậy, có lẽ chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp làn nóng hào quang của Mặt Trời đến mức một triệu độ kinh ngạc và có thể cao hơn. (Một con số làm chúng ta ngạc nhiên bởi vì bề mặt của Mặt Trời chỉ vào khoảng 10.000 độ F).
Điều gì làm cho hào quang nóng như thế là một khía cạnh chưa được hiểu rõ về hệ thời tiết không gian phức tạp của Mặt Trời. Hệ thời tiết này có thể tiếp cận Trái Đất, tạo ra ánh sáng cực quang và, nếu đủ mạnh, làm gián đoạn thông tin liên lạc của Trái Đất và hệ thống điện. Tìm hiểu về các hiện tượng như vậy, do đó, là một bước quan trọng hướng tới bảo vệ tốt hơn các vệ tinh của chúng ta, và các lưới điện.
"Quan niệm truyền thống là các sự làm nóng xảy ra trên cao hơn trong hào quang," phát biểu bới nhà vật lý Mặt Trời Dean Pesnell, và là nhà khoa học dự án SDO tại Trung tâm không gian Goddard của NASA tại Greenbelt, Md. "Các ý kiến trong bài báo này là khí mát được thóat ra ngoài từ bề mặt của Mặt Trời trong các gai và được nung nóng trên đường tới hào quang. Điều này không có nghĩa là quan niệm cũ đã hoàn toàn đảo ngược, mà là một ý kiến mạnh rằng một phần của vật chất của gai được đun nóng đến nhiệt độ rất cao và cung cấp một số sự làm nóng hào quang."
Gai lần đầu tiên được đặt tên trong thập niên 1940, nhưng khó để nghiên cứu cụ thể cho đến gần đây,phát biểu bởi Bart De Pontieu thuộc Phòng thí nghiệm Thiên văn Vật lý và Mặt Trời của Lockeed Martin, Palo Alto, California; công trình của ông về chủ đề này đã được đăng trên tạp chí Science số ngày 07 tháng 01 năm 2011.
Trong ánh sáng nhìn thấy, các gai có thể quan sát thấy được về việc chúng gửi các khối lớn plasma – khí điện từ bao quanh Mặt Trời - lên thông qua khí quyển thấp hoặc quyển sáng của Mặt Trời. Lượng vật chất gửi lên thực sự gây ngạc nhiên, khoảng 100 lần so với các dòng đi từ Mặt Trời trong gió Mặt Trời về phía các rìa Hệ Mặt Trời. Nhưng không ai biết liệu chúng có chứa khí nóng.
"Làm nóng các gai đến nhiệt độ cần thiết chưa hề được quan sát, do đó, vai trò của chúng trong việc làm nóng hào quang đã bị bác bỏ như điều không xảy ra", ông De Pontieu cho biết.
Bây giờ, đội của De Pontieu - trong đó bao gồm các nhà nghiên cứu tại Lockheed Martin, Đài quan sát cao độ của Trung tâm Nghiên cứu khí quyển quốc gia (NCAR) ở Colorado và Đại học Oslo, Na Uy - đã có thể kết hợp các hình ảnh từ SDO và Hinode để cho ra một bức tranh hoàn chỉnh hơn về khí bên trong những vòi phun khổng lồ.
Theo dõi các chuyển động và nhiệt độ của các gai phụ thuộc vào việc xác định thành công các hiện tượng tương tự trong tất cả các hình ảnh. Một rắc rối xuất phát từ thực tế là các khí cụ khác nhau "nhìn thấy" khí ở nhiệt độ khác nhau. Hình ảnh từ Hinode trong khoảng ánh sáng nhìn thấy, ví dụ, chỉ hiện khí mát, trong khi hình ảnh đó ghi lại cho thấy ánh sáng UV của khí đó lại lên đến vài triệu độ.
Để thể hiện các khí mát mà trước được biết đến trong một gai nằm cạnh với một số khí rất nóng thì yêu cầu phải thể hiện các khí nóng và mát trong các hình ảnh riêng biệt được đặt trong cùng một không gian. Mỗi tàu vũ trụ được cung cấp những lợi thế cụ thể để giúp xác định rằng tàu đó nhìn thấy những sự kiện tương tự trong nhiều hình ảnh.
Trước tiên, Hinode: Trong năm 2009, các nhà khoa học sử dụng các quan sát từ Hinode và kính thiên văn trên Trái Đất, lần đầu tiên, xác định một gai khi nhìn vào nó đâm vào nhau. (Hãy tưởng tượng nó khó như thế nào, khi nhìn từ khỏang cách xa 90 triệu dặm, để xác định rằng bạn đang nhìn một vòi phun mà bạn chỉ có thể nhìn từ trên xuống thay vì một cái nhìn bên). Tầm nhìn từ trên xuống của một gai đảm bảo một hình ảnh với ít ảnh hưởng bởi các vật chất Mặt Trời không liên quan ở giữa máy ảnh và vòi phun, do đó gia tăng độ tin cậy cho bất cứ quan sát nào về khí nóng hơn có thực sự là một phần của gai.
Một giúp đỡ để theo dõi một gai đơn là của là khả năng chụp ảnh Mặt Trời của SOD cứ mỗi 12 giây. "Bạn có thể theo dõi mọi thứ từ một hình ảnh kế tiếp và biết bạn đang quan sát cùng một thứ ở một nơi khác", ông Pesnell phát biểu. "Nếu bạn chỉ có duy nhất những hình ảnh mỗi 12 phút, sau đó bạn không thể chắc chắn rằng những gì bạn đang xem là cùng một sự kiện, vì bạn đã không xem toàn bộ tiến trình của nó."
Hợp nhất các thiết bị này với nhau, các nhà khoa học có thể so sánh hình ảnh đồng thời tại SDO và Hinode để tạo ra một hình ảnh hoàn chỉnh hơn về các gai. Họ nhận thấy rằng có rất nhiều khí được đun nóng đến một trăm nghìn độ, trong khi một phần nhỏ của khí được làm nóng hàng triệu độ. Các hình ảnh thời gian chậm cho thấy các vật chất nóng này phun lên cao vào các quầng, phần nhiều rơi trở lại bề mặt của Mặt Trời. Tuy nhiên, các phần nhỏ của các khí được làm nóng hàng triệu độ không ngay lập tức quay trở lại bề mặt. "Với số lượng lớn các gai trên Mặt Trời, và số lượng vật chất trong các gai, nếu ngay cả một số phần của plasma siêu nóng đó vẫn ở trên cao nó sẽ góp khá nhiều nhiệt vào việc làm nóng hào quang ", phát biểu bới ông Scott McIntosh từ NCAR, thuộc nhóm nghiên cứu.
Tất nhiên, De Pontieu cũng cho biết rằng điều này không thể giải đáp hòan tòan bí ẩn của hào quang. Kết quả chính, ông nói, là họ đang thách thức các nhà lý thuyết về việc kết hợp các khả năng rằng một số quá trình làm nóng hào quang xảy ra ở độ cao thấp hơn trong khí quyển Mặt Trời. Bước tiếp theo của ông là giúp tìm ra vai trò của một gai bằng cách nghiên cứu làm thế nào gai hình thành, cách chúng di chuyển quá nhanh, làm thế nào chúng được làm nóng đến nhiệt độ cao như vậy trong một thời gian ngắn, và bao nhiêu phần ở lại trong hào quang.
Nhà vật lý thiên văn Jonathan Cirtain, cũng là nhà khoa học dự án của Hoa Kỳ cho Hinode tại Trung tâm không gian Marshall, Huntsville, Ala chỉ ra rằng việc kết hợp những thông tin mới sẽ giúp giải quyết một câu hỏi quan trọng trong việc tiến xa hơn về nghiên cứu Mặt Trời. "Điều này mang tính đột phá trong sự hiểu biết của chúng ta về các cơ chế mà chuyển năng lượng từ quyển sáng đến hào quang giải quyết một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất trong vật lý thiên văn: Làm thế nào mà bầu khí quyển của một ngôi sao được làm nóng?" , ông nói. "Đây là một phát hiện tuyệt vời, và chứng minh thực lực của Đài quan sát Hệ vật lý Mặt Trời của NASA, bao gồm nhiều khí cụ trên nhiều đài quan sát."
Hinode là sứ mệnh thứ hai trong chương trình Các máy thăm dò Mặt Trời đặt trên mặt đất của NASA, mục đích của chúng là để cải thiện sự hiểu biết về các quy trình cơ bản của Mặt Trời và vật lý vũ trụ. Sứ mệnh này được điều hành bởi Cơ quan thám hiểm vũ trụ Nhật Bản (JAXA) và Đài thiên văn quốc gia Nhật Bản (NAOJ). Hợp tác sứ mệnh bao gồm Hoa Kỳ, Anh, Na Uy và Châu Âu. Trung tâm Marshall của NASA quản lý hoạt động khoa học liên quan đến Hinode của Hoa Kỳ và giám sát sự phát triển của các thiết bị khoa học cung cấp cho các nhiệm vụ của NASA, giảng dạy và công nghiệp. Trung tâm Công nghệ cao Lockeed Martin của Hoa Kỳ là điều tra viên lãnh đạo của Kính viễn vọng quang học trên Hinode.
SDO là sứ mệnh đầu tiên trong một chương trình khoa học của NASA gọi là Sống cùng một ngôi sao, mục tiêu trong số đó là để phát triển sự hiểu biết khoa học cần thiết để giải quyết những khía cạnh của hệ Mặt Trời ảnh hưởng trực tiếp lên sự sống và xã hội chúng ta. Trung tâm Goddard của NASA xây dựng, vận hành, và quản lý các tàu vũ trụ SDO cho Tổng cục các sứ mệnh khoa học của NASA ở Washington.
