Hình ảnh rõ nét nhất từ trước đến nay hé lộ bí ẩn lớn của Mặt Trời

Hình ảnh có độ phân giải cao nhất về Mặt Trời. (Video: NSF/NSO/Aura/MPS)

Các hình ảnh được chụp bằng Kính viễn vọng Mặt Trời Inouye tại Hawaii (Mỹ), hiện là kính viễn vọng Mặt Trời mạnh nhất thế giới. Khi quan sát một vùng hoạt động từ tính gần vết đen Mặt Trời, các nhà khoa học phát hiện những cấu trúc có kích thước chưa đến 20 km, nằm ngay sát giới hạn phân giải của thiết bị.

"Đây là những hình ảnh có độ phân giải không gian cao nhất về bề mặt Mặt Trời từng được thu thập", Tiến sĩ Friedrich Wöger, nhà khoa học cấp cao tại Đài quan sát Mặt Trời quốc gia Mỹ, cho biết.

Những quan sát trước đây từ Kính viễn vọng Inouye từng cho thấy, bề mặt Mặt Trời giống như một biển các cấu trúc dạng hạt khổng lồ, mỗi cấu trúc có kích thước tương đương nước Pháp. Khi đó, các nhà khoa học có thể quan sát những chi tiết nhỏ tới khoảng 30 km. Những hình ảnh mới đã tiến thêm một bước đáng kể.

Tiến sĩ David Kuridze, một nhà thiên văn học tham gia nghiên cứu, cho biết ông đặc biệt bất ngờ trước những cấu trúc nhỏ và tinh xảo xuất hiện trong dữ liệu mới.

Phát hiện những 'xoáy nước' chưa từng thấy trên Mặt Trời

Đáng chú ý nhất trong các hình ảnh là những cấu trúc xoắn nhỏ giống như các xoáy nước. Các nhà nghiên cứu cho rằng đây là dấu hiệu của bất ổn Kelvin-Helmholtz (KHI), một hiện tượng xảy ra khi hai dòng plasma chuyển động với tốc độ khác nhau trượt qua nhau.

Sự chênh lệch tốc độ tạo ra lực cắt giữa hai dòng vật chất, khiến những nhiễu loạn nhỏ phát triển thành các xoáy xoắn ốc. Hiện tượng tương tự có thể được quan sát trong các đại dương và hồ nước trên Trái Đất, trong các đám mây khí quyển, thậm chí trên Sao Mộc và Sao Thổ.

Tuy nhiên, trước nghiên cứu này, các nhà khoa học chưa từng xác nhận được KHI trên Mặt Trời. Kết quả mới đã được công bố trên tạp chí Nature.

Phát hiện này đặc biệt quan trọng vì các xoáy có thể đóng vai trò trong quá trình truyền và giải phóng năng lượng trong khí quyển Mặt Trời.

Giải mã bí ẩn vì sao vành nhật hoa nóng hơn bề mặt

Mặt Trời liên tục trải qua những hoạt động dữ dội như bão Mặt Trời, các vụ phun trào và hiện tượng phóng khối lượng vành nhật hoa. Những sự kiện này bắt nguồn từ từ trường cực mạnh và luôn biến động bên trong ngôi sao.

Khi xảy ra các vụ bùng nổ lớn, vật chất và năng lượng có thể được phóng vào không gian, gây ảnh hưởng đến Trái Đất, từ làm gián đoạn liên lạc, hệ thống định vị GPS, vệ tinh cho tới gây nhiễu hoặc làm tổn thương lưới điện.

Các nhà khoa học đã biết từ trường Mặt Trời được tạo ra bởi sự chuyển động của plasma nóng mang điện. Họ cũng biết các đường sức từ có thể bị xoắn và đan vào nhau, tích tụ năng lượng trước khi đột ngột giải phóng. Nhưng một câu hỏi quan trọng vẫn chưa có lời giải: điều gì khiến các đường sức từ trở nên rối và tạo điều kiện để năng lượng được giải phóng?

Các xoáy Kelvin-Helmholtz được phát hiện trong nghiên cứu mới có thể là một phần của câu trả lời. Khi những bất ổn này xuất hiện, năng lượng có thể được truyền từ các cấu trúc lớn xuống những quy mô ngày càng nhỏ. Cuối cùng, năng lượng bị tiêu tán dưới dạng nhiệt, có khả năng góp phần làm nóng vành nhật hoa lên tới hàng triệu độ C.

Điều đáng chú ý là nhiệt độ bề mặt Mặt Trời chỉ khoảng 6.000 độ C, thấp hơn rất nhiều so với nhiệt độ của vành nhật hoa.

"Điều này có thể giải quyết bí ẩn lớn nhất trong nửa thế kỷ qua đối với vật lý Mặt Trời và vật lý thiên văn", Kuridze nhận định.