Nghiên cứu mới từ Đại học St Andrews đã làm sáng tỏ một trong những bí ẩn lâu đời nhất trong vật lý thiên văn, cho thấy các hạt trong tia lửa Mặt Trời có thể nóng hơn nhiều so với ước tính trước đây. Phát hiện này, được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn Letters vào ngày 3 tháng 9 năm 2025, đề xuất rằng các hạt trong tia lửa Mặt Trời nóng gấp 6,5 lần so với suy nghĩ trước đây, mang đến một lời giải bất ngờ cho bí ẩn kéo dài nửa thế kỷ về ngôi sao gần nhất của chúng ta.
Tia lửa Mặt Trời là những vụ giải phóng năng lượng đột ngột và dữ dội trong bầu khí quyển bên ngoài của Mặt Trời, làm nóng các khu vực lên tới hơn 10 triệu độ C. Các sự kiện này làm tăng đáng kể tia X và bức xạ Mặt Trời chiếu tới Trái Đất, gây ra những mối nguy hiểm cho tàu vũ trụ và các nhà du hành vũ trụ, đồng thời ảnh hưởng đến tầng khí quyển phía trên của hành tinh chúng ta. Nghiên cứu này, do Tiến sĩ Alexander Russell, Giảng viên Cao cấp về Lý thuyết Mặt Trời tại Trường Toán học và Thống kê, dẫn đầu, đã xem xét cách các tia lửa Mặt Trời làm nóng plasma Mặt Trời – một hỗn hợp gồm các ion và electron – đến nhiệt độ vượt quá 10 triệu độ.
Nghiên cứu mới lập luận rằng các ion trong tia lửa Mặt Trời, các hạt mang điện tích dương chiếm một nửa lượng plasma, có thể đạt tới nhiệt độ hơn 60 triệu độ C. Điều này thách thức giả định lịch sử trong vật lý Mặt Trời rằng ion và electron có cùng nhiệt độ. Tiến sĩ Russell bày tỏ sự hào hứng trước những khám phá gần đây cho thấy quá trình tái kết nối từ trường làm nóng các ion mạnh gấp 6,5 lần so với electron.
“Đây dường như là một quy luật phổ quát, và nó đã được xác nhận trong không gian gần Trái Đất, gió Mặt Trời và các mô phỏng máy tính," ông Russell nói. "Tuy nhiên, trước đây chưa ai kết nối công việc trong các lĩnh vực đó với các tia lửa Mặt Trời." Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết một câu đố đã làm bối rối các nhà vật lý Mặt Trời từ những năm 1970. Các nhà khoa học từ lâu đã thắc mắc tại sao các vạch quang phổ của tia lửa Mặt Trời – những tín hiệu phát sáng ở các bước sóng ánh sáng cực tím và tia X cụ thể – lại rộng hơn dự kiến theo các mô hình lý thuyết. Trước đây, sự chênh lệch này được cho là do chuyển động hỗn loạn.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới của Đại học St Andrews đề xuất một sự thay đổi mô hình: nhiệt độ cực cao của các ion có thể đóng góp đáng kể vào việc giải thích các vạch quang phổ bí ẩn này. Quá trình tái kết nối từ trường, nơi năng lượng từ trường được chuyển đổi bùng nổ thành nhiệt và động năng, là chìa khóa cho khám phá này. Nó liên quan đến việc các trường từ tính bị xoắn và sắp xếp lại, giải phóng năng lượng khổng lồ. Việc hiểu rõ hơn về cơ chế này không chỉ giúp giải mã các hiện tượng trên Mặt Trời mà còn có ý nghĩa quan trọng đối với việc dự đoán và giảm thiểu tác động của thời tiết không gian lên công nghệ của chúng ta.
Sự thấu hiểu sâu sắc hơn về năng lượng và các quá trình phức tạp của Mặt Trời, như được tiết lộ bởi nghiên cứu này, cho phép chúng ta nhìn nhận vũ trụ với sự tôn trọng và chuẩn bị tốt hơn. Việc giải quyết bí ẩn kéo dài hàng thập kỷ này không chỉ là một thành tựu khoa học mà còn là một bước tiến trong việc hài hòa kiến thức của chúng ta với thiết kế vũ trụ rộng lớn, giúp chúng ta điều hướng mối quan hệ của mình với vũ trụ một cách có ý thức hơn.