Buzz
Một chu kỳ dài hàng thế kỷ của Mặt Trời có thể vừa được khởi động lại, mang theo những mối nguy hiểm nghiêm trọng từ thời tiết không gian có thể kéo dài nhiều thập kỷ sắp tới.
Đây là kết luận quan trọng từ một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Space Weather ngày 2 tháng 3, cho thấy cực đại Mặt Trời hiện tại (giai đoạn đỉnh cao hoạt động trong chu kỳ 11 năm quen thuộc của ngôi sao trung tâm hệ Mặt Trời) đang có dấu hiệu bất ngờ mạnh mẽ.
Điều này có thể liên quan đến một chu kỳ dài hạn ít được biết đến mang tên Chu kỳ Gleissberg Thế kỷ (CGC). Nếu giả thuyết này đúng, nhân loại có thể đang bước vào một giai đoạn kéo dài hàng thập kỷ với hoạt động Mặt Trời ngày càng mãnh liệt, tạo ra nhiều thách thức lớn cho vệ tinh, phi hành gia và các cơ sở hạ tầng nhạy cảm trên Trái Đất.
Các nhà khoa học đã biết đến chu kỳ vết đen Mặt Trời kéo dài khoảng 11 năm, trong đó số lượng vết đen trên bề mặt Mặt Trời thay đổi theo thời gian do biến động từ trường.
Chu kỳ này biến đổi từ giai đoạn cực tiểu với hoạt động yên tĩnh đến giai đoạn cực đại với những cơn bão Mặt Trời mạnh mẽ, đôi khi đủ sức tạo ra cực quang khắp các vĩ độ cao và thấp, gây gián đoạn hệ thống vệ tinh, định vị GPS và thậm chí lưới điện.
Tuy nhiên, bên cạnh chu kỳ 11 năm này, Mặt Trời còn có những chu kỳ dài hơn, ít được nghiên cứu kỹ, như chu kỳ Hale (liên quan đến sự đảo cực từ mỗi 22 năm) và đáng chú ý nhất hiện nay là CGC, chu kỳ thay đổi cường độ hoạt động Mặt Trời trong khoảng 80 đến 100 năm.
CGC vẫn là một bí ẩn lớn trong vật lý Mặt Trời, nhưng theo nghiên cứu mới nhất, các tín hiệu từ tầng điện ly và vành đai bức xạ Van Allen của Trái Đất cho thấy CGC có thể vừa vượt qua giai đoạn tối thiểu và đang bắt đầu bước vào pha tăng trưởng trở lại.
Phân tích dữ liệu dựa trên "dòng proton" – lượng hạt tích điện dương trong vành đai bức xạ bên trong vốn giảm khi Mặt Trời hoạt động mạnh và tăng khi nó yên tĩnh. Trong hai thập kỷ qua, dòng proton này tăng đều, phản ánh sự suy giảm hoạt động của Mặt Trời, nhưng lại đột ngột giảm mạnh trong vòng một năm trở lại đây.
Kalvyn Adams, nhà nghiên cứu chính của công trình và chuyên gia tại JILA (viện nghiên cứu liên kết giữa Đại học Colorado Boulder và Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ), chia sẻ: "Phân tích của chúng tôi cho thấy chúng ta vừa vượt qua mức tối thiểu của CGC, nghĩa là hoạt động trung bình của Mặt Trời có thể bắt đầu tăng trở lại trong nhiều thập kỷ tới."
Một điểm quan trọng làm tăng độ tin cậy cho nghiên cứu là dữ liệu được thu thập khi các vệ tinh NOAA bay qua Vùng dị thường Nam Đại Tây Dương (SAA) – khu vực từ trường Trái Đất yếu hơn hẳn, giúp các hạt proton dễ dàng xâm nhập đến độ cao thấp và cho phép thiết bị quan sát vành đai bức xạ mà không cần vào vùng nguy hiểm.
Dựa trên mô hình và dữ liệu này, Adams dự đoán CGC có thể đạt cực đại trong khoảng 40 đến 50 năm tới, tức là vào Chu kỳ Mặt Trời 28 (Solar Cycle 28). Nếu xu hướng tiếp diễn, cực đại Mặt Trời trong tương lai có thể mạnh gấp đôi hiện nay, đồng nghĩa con người sẽ phải đối mặt với thời tiết không gian khắc nghiệt hơn rất nhiều.
Một ví dụ cụ thể là Chu kỳ Mặt Trời hiện tại, Chu kỳ 25 (SC25), đang có hoạt động cực đại vượt xa mọi dự đoán ban đầu. Tháng 5 năm 2024, một cơn bão địa từ cực mạnh đã tạo nên hiện tượng cực quang rộng lớn nhất trong 500 năm qua.
Sự kiện này đã khiến các nhà khoa học phải xem lại các dự báo trước đây – vốn dựa trên sự yên tĩnh bất thường của Chu kỳ 24, khi họ từng nghĩ SC25 sẽ tiếp tục trạng thái "ngủ đông".
Tuy nhiên, nếu CGC thực sự ảnh hưởng đến chu kỳ 11 năm, thì sự yên ắng của SC24 có thể biểu thị cho một mức tối thiểu sâu của CGC, và hiện tại hoạt động của Mặt Trời đang trở lại trạng thái "bình thường".
Mặc dù vậy, không phải ai cũng ủng hộ giả thuyết về CGC. Scott McIntosh, nhà vật lý Mặt Trời từng dự đoán chính xác chu kỳ SC25 và hiện làm việc tại Lynker Space, cho rằng các kết luận hiện nay vẫn còn quá vội vàng.
Dữ liệu dòng proton mới chỉ cho thấy dấu hiệu giảm trong một năm – khoảng thời gian quá ngắn để xác nhận một chu kỳ hàng thế kỷ đang đảo chiều. Thêm nữa, không có dữ liệu lịch sử đủ dài để so sánh các chu kỳ CGC vì vệ tinh chỉ theo dõi dòng proton trong 30 đến 40 năm gần đây.
Dù thừa nhận nghiên cứu “hấp dẫn và thiện chí”, McIntosh cảnh báo nhóm nghiên cứu có thể đã phóng đại vai trò của CGC trong việc định hình chu kỳ vết đen Mặt Trời.
Trong cộng đồng khoa học hiện nay vẫn chưa có sự đồng thuận về định nghĩa CGC là gì, cách hình thành và tương tác với các chu kỳ ngắn như chu kỳ 11 năm hay chu kỳ Hale. Tuy nhiên, nếu dự báo về sự gia tăng hoạt động Mặt Trời trong các chu kỳ tới là chính xác, tác động đối với con người và công nghệ sẽ rất đáng lo ngại.
Sự giãn nở của tầng khí quyển do bức xạ Mặt Trời có thể khiến nhiều vệ tinh, đặc biệt là các vệ tinh tư nhân nhỏ không được bảo vệ tốt, giảm độ cao quỹ đạo hoặc mất kiểm soát. Một số vệ tinh đã gặp sự cố tương tự trong những năm gần đây, và tình hình có thể nghiêm trọng hơn khi số lượng "chòm sao vệ tinh" thương mại tăng nhanh.
Không chỉ vệ tinh, các phi hành gia cũng đối mặt rủi ro lớn hơn từ bức xạ Mặt Trời, nhất là khi ngành hàng không vũ trụ bước vào giai đoạn phát triển mạnh với các sứ mệnh dài ngày lên Mặt Trăng, Sao Hỏa và các chuyến bay thương mại vào không gian. Bức xạ từ các cơn bão Mặt Trời có thể gây tổn thương DNA, đột biến tế bào hoặc các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng nếu không được che chắn đúng mức.
