Vào tháng 9 năm 2025, các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Santa Cruz (UC Santa Cruz) đã công bố các mô hình tự nhất quán đầu tiên về bên trong Mặt Trời, tích hợp các động lực dẫn đến sự hình thành của tachocline. Lớp tachocline, nằm giữa vùng bức xạ và vùng đối lưu, đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển các đặc tính từ trường của Mặt Trời, ảnh hưởng đến các hiện tượng như bùng phát năng lượng mặt trời và các vụ phóng khối lượng vành nhật hoa.
Nghiên cứu này, một phần của Trung tâm Khoa học DRIVE COFFIES, sử dụng siêu máy tính Pleiades của NASA để tạo ra các mô phỏng mà tachocline tự xuất hiện mà không cần lập trình rõ ràng. Bước đột phá này làm sâu sắc thêm hiểu biết của chúng ta về cơ chế tạo ra từ trường của Mặt Trời, một quá trình được gọi là "chu trình từ trường mặt trời" (solar dynamo). Chu trình này chịu trách nhiệm cho chu kỳ hoạt động 11 năm của Mặt Trời, bao gồm cả sự thay đổi về số lượng và phân bố của các vết đen mặt trời.
Loren Matilsky, tác giả chính của nghiên cứu và là học giả sau tiến sĩ tại UC Santa Cruz, nhấn mạnh ý nghĩa rộng lớn hơn của công trình này. Ông lưu ý rằng việc hiểu động lực học của Mặt Trời không chỉ giúp chúng ta hiểu về các ngôi sao của chính mình mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về từ trường của các ngôi sao khác và khả năng sinh sống của các ngoại hành tinh.
Sự tồn tại của tachocline, một lớp mỏng nhưng có ảnh hưởng lớn, từ lâu đã là một bí ẩn trong vật lý mặt trời. Nó là nơi diễn ra sự chuyển đổi giữa vùng bức xạ quay đồng nhất và vùng đối lưu quay không đồng nhất. Các mô phỏng trước đây gặp khó khăn trong việc tái tạo chính xác lớp này do sự phức tạp của các quy mô thời gian và không gian liên quan. Tuy nhiên, các mô hình mới của UC Santa Cruz đã giải quyết được vấn đề này bằng cách tự nhiên tạo ra tachocline, cho thấy rằng các quá trình động lực học của vùng đối lưu có thể đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự mỏng manh của nó.
Hiểu biết về tachocline và chu trình từ trường mặt trời có ý nghĩa quan trọng đối với Trái Đất. Các hiện tượng mặt trời như bùng phát năng lượng mặt trời và các vụ phóng khối lượng vành nhật hoa, được cho là bắt nguồn từ các hoạt động trong tachocline, có thể ảnh hưởng đến lưới điện, thông tin vệ tinh và các hệ thống liên lạc vô tuyến trên Trái Đất. Việc mô hình hóa chính xác tachocline là chìa khóa để dự đoán các hoạt động này và giảm thiểu tác động tiềm tàng của chúng.
Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters, đại diện cho một bước tiến đáng kể trong vật lý mặt trời, cung cấp một mô hình chính xác hơn về động lực học bên trong Mặt Trời và nâng cao khả năng dự đoán hoạt động của Mặt Trời.