Mặt trời đang xuất hiện nhiều đốm đen kỳ lạ: Điều này khiến các nhà thiên văn hoang mang và bất ngờ

Nhìn từ xa, Mặt trời có vẻ yên tĩnh và chiếu sáng mạnh mẽ, nuôi dưỡng mọi sự sống trên Trái đất. Nhưng khi quan sát kỹ, ta thấy Mặt trời thực sự là một đấu trường hỗn loạn mà các nhà vật lý thiên văn chỉ mới nhận ra gần đây.

Andrew Gerrard, trưởng khoa và giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Mặt trời - Trái đất tại Viện Công nghệ New Jersey, nhận xét: 'Chúng tôi không kỳ vọng Mặt trời sẽ hoạt động mạnh mẽ như thế trong chu kỳ này, nhưng các quan sát cho thấy điều ngược lại'.

Chúng ta đang ở đỉnh điểm của chu kỳ hoạt động Mặt trời

Chu kỳ hoạt động của Mặt trời diễn ra sau mỗi 11 năm. Trong khoảng thời gian này, hoạt động của Mặt trời dao động từ mức thấp nhất đến cao nhất, đạt đỉnh giữa chu kỳ khi từ trường của Mặt trời đảo ngược.

Chu kỳ Mặt trời gần đây nhất kéo dài từ năm 2008 đến 2019. Hiện tại, chúng ta đang ở giữa chu kỳ Mặt trời hiện tại và sắp đạt đến mức hoạt động từ trường cao nhất.

Sự gia tăng hoạt động từ trường của Mặt trời trong những năm qua đã mạnh đến mức cản trở năng lượng từ sâu bên trong Mặt trời, không cho nó lên bề mặt. Điều này tạo ra những vùng lạnh hơn trên bề mặt, biểu hiện dưới dạng các đốm đen, gọi là vết đen mặt trời.

Các nhà khoa học như Gerrard có thể đánh giá mức độ hoạt động của Mặt trời qua việc đếm số lượng vết đen mặt trời. Số lượng này đã đạt mức kỷ lục trong khoảng một năm qua.

Đầu tháng này, Viện Đại dương và Khí quyển quốc gia (NOAA) thông báo rằng họ đã phát hiện 299 vết đen mặt trời chỉ trong 24 giờ. Đây là số lượng vết đen mặt trời cao nhất trong hơn 22 năm qua.

Việc theo dõi các vết đen mặt trời rất quan trọng vì chúng là nguồn gốc của các đợt bùng phát năng lượng mặt trời lớn (loại X) và các vụ phun trào khối lượng vành nhật hoa. Những vụ phun trào này có thể đe dọa Trái đất, gây mất sóng vô tuyến, cúp điện, làm gián đoạn GPS và thậm chí làm rơi vệ tinh.

Alex James, nhà vật lý học về Mặt trời tại Đại học College London, cho biết không phải tất cả các vết đen mặt trời đều gây ra vụ phun trào, và không phải tất cả các vụ phun trào đều nguy hiểm vì các tia năng lượng có thể không chạm đến Trái đất. Tuy nhiên, việc dự đoán cơn bão mặt trời là rất quan trọng để có thêm thời gian chuẩn bị.

Mặt trời đang hoạt động mạnh hơn dự đoán

Các đợt bùng phát mặt trời loại X và các vụ phun trào khối lượng vành nhật hoa rất ấn tượng, nhưng khi xảy ra, chúng sẽ phóng các chùm hạt năng lượng cao vào không gian với tốc độ hàng ngàn km/h. Nếu chúng tiếp cận Trái đất, các hạt này có thể tương tác với từ trường và tầng khí quyển trên của hành tinh, gây ra các cơn bão địa từ.

Các cơn bão địa từ có thể tạo ra những cực quang phương bắc và phương nam rực rỡ. Gần đây, ở bán cầu bắc, các màn trình diễn này đã xuất hiện xa hơn về phía nam so với bình thường, thậm chí ở các tiểu bang như Texas và Colorado cũng có thể quan sát được. Nguyên nhân là do hoạt động gia tăng của Mặt trời.

Tuy nhiên, Gerrard cho biết những hạt năng lượng cao này cũng giống như “những virus” có thể gây ra hỗn loạn cho các bức xạ vô tuyến tần số cao mà quân đội, các hãng hàng không và hệ thống GPS sử dụng.

Kể từ tháng 1, các cơn bão địa từ đã gây ra mất sóng vô tuyến trên bốn châu lục: Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Âu và châu Phi.

Điều này có thể khiến GPS hoạt động không ổn định, thậm chí gây ra sự cố lưới điện. Nó đặc biệt ảnh hưởng đến hàng không vì các cơ quan quản lý sẽ không cho phép máy bay cất cánh nếu không đảm bảo liên lạc vô tuyến và vệ tinh.

Một mối lo khác là tàu vũ trụ. Gerrard cho biết: 'Nếu có hiện tượng phun trào vật chất vành nhật hoa và vật chất này đến Trái đất, nó sẽ làm tăng mật độ trong tầng khí quyển trên của Trái đất, gây thêm lực cản và kéo tàu vũ trụ xuống'.

Vào tháng 2 năm 2022, một cơn bão địa từ đã khiến 38 vệ tinh Starlink rơi khỏi quỹ đạo ban đầu và xuống quỹ đạo thấp hơn. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng sự kết hợp giữa quỹ đạo thấp và cơn bão địa từ đã khiến chúng rơi xuống Trái đất và cháy trong khí quyển.

Vào tháng 5 năm ngoái, một cơn bão địa từ lớn nhất trong hai thập kỷ đã tấn công Trái đất và ảnh hưởng đến dịch vụ của Starlink. May mắn thay, không có vệ tinh nào bị rơi khỏi quỹ đạo trong cơn bão đó.

Hoạt động năng lượng của Mặt trời đang đạt đỉnh cao

Hoạt động của Mặt trời dự kiến sẽ tiếp tục gia tăng cho đến khi đạt mức cao nhất, được các nhà khoa học gọi là cực đại năng lượng mặt trời.

James cho biết: 'Các dự đoán hiện tại cho thấy cực đại năng lượng mặt trời sẽ xảy ra vào nửa cuối năm 2025, nhưng chúng ta chỉ thực sự biết khi nào cực đại xảy ra khi hoạt động bắt đầu giảm trở lại.'

Theo Mathew Owens, giáo sư vật lý vũ trụ tại Đại học Reading, mặc dù cực đại năng lượng mặt trời của chu kỳ này được dự đoán là mạnh hơn so với ước lượng ban đầu của các nhà khoa học, nhưng vẫn ở mức trung bình khi xét trong bối cảnh lịch sử rộng hơn.

Tuy nhiên, James cho biết chúng ta có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi cực đại năng lượng mặt trời hơn bao giờ hết do sự phụ thuộc ngày càng lớn vào công nghệ vệ tinh.