Tàu thăm dò Parker Solar Probe xác định lại ranh giới ngoài của nhật hoa vào năm 2025

Một giai đoạn phân tích dữ liệu mới từ tàu vũ trụ tự động Parker Solar Probe của NASA đã giúp các nhà khoa học tinh chỉnh đáng kể hình dáng của ranh giới ngoài cùng của nhật hoa Mặt Trời. Ranh giới quan trọng này, được gọi là bề mặt Alfvén, đánh dấu một điểm then chốt: tại đây, tốc độ thoát của vật chất Mặt Trời vượt qua tốc độ Alfvén. Sau thời điểm này, các hạt bắt đầu di chuyển không kiểm soát ra không gian liên hành tinh dưới dạng gió Mặt Trời. Nhật hoa, lớp khí quyển loãng nhất và nóng nhất của Mặt Trời, trải dài hàng triệu kilomet và đạt nhiệt độ khoảng một triệu độ Kelvin, một hiện tượng vẫn là một trong những bí ẩn cốt lõi của vật lý mặt trời.

Các nhà nghiên cứu, bao gồm nhà vật lý thiên văn Sam Badman thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA), đã tận dụng dữ liệu thu thập được khi tàu thăm dò bay xuyên qua nhật hoa. Mặc dù vành khí quyển này vốn dĩ biến đổi và liên tục thay đổi hình dạng, các phương pháp xử lý thông tin mới được trình bày trong các ấn phẩm năm 2025, đặc biệt là trên tạp chí Astrophysical Journal Letters, đã cho phép tạo ra bản đồ hai chiều liên tục đầu tiên của ranh giới chuyển động này. Những bản đồ này, được xác minh bằng các phép đo trực tiếp từ Parker, cung cấp cơ sở vững chắc cho các nghiên cứu sâu hơn.

Điểm mấu chốt trong việc thu thập dữ liệu là lần tiếp cận Mặt Trời kỷ lục của tàu thăm dò vào ngày 24 tháng 12 năm 2024, khi thiết bị này tiến gần đến quang quyển chỉ còn 6,1 triệu kilomet (tương đương khoảng 3,8 triệu dặm). Các điểm cận nhật tiếp theo trong năm 2025, bao gồm các chuyến bay qua vào ngày 22 tháng 3 và 19 tháng 6, đã cung cấp thêm thông tin chi tiết về động lực học của gió Mặt Trời và các trường từ tính. Trong các sứ mệnh này, các hiện tượng như vụ phun trào vật chất vành nhật hoa (CME) và các đường cong từ trường đặc trưng được gọi là “switchback” đã được ghi nhận.

Việc xác định lại vị trí của ranh giới có ý nghĩa thực tiễn trực tiếp đối với các công nghệ trên Trái Đất. Việc lập bản đồ chính xác giúp nâng cao đáng kể độ chính xác trong dự báo thời tiết không gian, bao gồm cả những cơn gió Mặt Trời đột ngột có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của các hệ thống vệ tinh và mạng lưới điện mặt đất. Hơn nữa, dữ liệu mới hỗ trợ việc tinh chỉnh các mô hình giải thích nhiệt độ cao bất thường của nhật hoa, đồng thời xác nhận sự tồn tại của hai loại gió Mặt Trời chậm, có khả năng bắt nguồn từ các khu vực khác nhau trong bầu khí quyển của ngôi sao.

Trong bối cảnh Mặt Trời đang bước vào giai đoạn giảm hoạt động của chu kỳ 11 năm, ranh giới ngoài của nhật hoa trở nên bất thường hơn, khiến các quan sát hiện tại trở nên vô cùng quý giá. Sứ mệnh Parker, được phát triển tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, vẫn đang tiếp tục hoạt động, và NASA đang xem xét các mục tiêu để gia hạn sứ mệnh, bao gồm việc theo dõi giai đoạn cực tiểu Mặt Trời sắp tới. Những khám phá này không chỉ mở rộng sự hiểu biết của chúng ta về Mặt Trời mà còn về chu kỳ sống của các ngôi sao khác và khả năng sinh sống tiềm năng của các hành tinh quay quanh chúng.