Vết đen khổng lồ cho thấy Mặt Trời có thể tạo ra siêu bùng nổ

Mặt Trời thường xuyên xảy ra những vụ nổ giải phóng lượng lớn bức xạ vào không gian. Những sự kiện mạnh nhất từng được con người quan sát có thể giải phóng năng lượng tương đương hàng tỷ quả bom hydro.

Tuy nhiên, ở nhiều ngôi sao có đặc điểm giống Mặt Trời, các nhà thiên văn từng ghi nhận những đợt bức xạ mạnh hơn hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần. Chúng được gọi là “siêu bùng nổ” (superflare).

Các nhà khoa học từ lâu đã muốn biết liệu Mặt Trời có thể tạo ra một sự kiện mạnh đến mức tương tự hay không.

Một nghiên cứu mới của Viện Max Planck (Đức) về Hệ Mặt Trời cho thấy điều này về lý thuyết hoàn toàn có thể xảy ra. Kết quả được công bố trên tạp chí Philosophical Transactions of the Royal Society A.

Siêu bùng nổ trên một ngôi sao giống Mặt Trời. Ảnh: MPS/Alexey Chizhik.

Nhóm nghiên cứu phân tích 300 vụ nổ mặt trời mạnh nhất được ghi nhận trong giai đoạn 2010-2016. Họ so sánh năng lượng của từng sự kiện với kích thước vùng hoạt động nơi nó xuất hiện. Đây cũng là nơi thường xuất hiện các vết đen và những vụ nổ lớn.

Kết quả cho thấy vùng hoạt động càng lớn thì lượng năng lượng có thể giải phóng càng cao. Từ đó, nhóm nghiên cứu xem xét những vết đen mặt trời lớn nhất từng được ghi nhận trong khoảng 400 năm qua.

Nổi bật trong số đó là một vết đen xuất hiện vào năm 1947.

Vết đen này chiếm khoảng 0,6% phần bề mặt mặt trời nhìn thấy từ Trái Đất. Kích thước của nó lớn tới mức chiều rộng tương đương khoảng 40 lần đường kính trái đất, trở thành một trong những nhóm vết đen lớn nhất từng được ghi lại.

Hình vẽ vết đen mặt trời khổng lồ xuất hiện năm 1947. Ảnh: Mount Wilson Observatory.

Dựa trên mối liên hệ giữa kích thước vùng hoạt động và năng lượng giải phóng, nhóm nghiên cứu tính toán rằng một vùng lớn như năm 1947 về lý thuyết có thể tạo ra vụ nổ đạt tới ngưỡng thấp của một superflare.

“Mặt Trời của chúng ta có khả năng tạo ra siêu bùng nổ”, nhà vật lý thiên văn Natalie Krivova cho biết. Theo bà, Mặt Trời có thể hình thành những vết đen khổng lồ, đủ để trở thành nơi khởi nguồn của các đợt bức xạ cực mạnh.

Con người chưa từng trực tiếp quan sát một superflare xảy ra trên Mặt Trời. Tuy nhiên, Trái Đất vẫn lưu giữ dấu vết cho thấy trong quá khứ từng có những đợt hạt năng lượng từ Mặt Trời mạnh hơn nhiều so với những gì các thiết bị hiện đại từng đo được.

Một trong những nơi lưu giữ dấu vết đó là các vòng sinh trưởng của cây. Khi những hạt năng lượng cao từ Mặt Trời lao vào khí quyển, chúng có thể làm tăng lượng carbon-14. Cây hấp thụ carbon trong quá trình phát triển nên những thay đổi bất thường này có thể được lưu lại trong từng vòng gỗ suốt hàng trăm hoặc hàng nghìn năm.

Dữ liệu từ các vòng cây cho thấy Trái Đất từng hứng chịu những đợt bức xạ hạt cực mạnh trong quá khứ.

Tuy nhiên, ngay cả khi Mặt Trời tạo ra một vụ nổ cực mạnh, lượng hạt năng lượng cao cũng chưa chắc sẽ hướng về phía Trái Đất. Việc chúng có thoát ra ngoài không gian hay không còn phụ thuộc vào điều kiện từ trường trên Mặt Trời.

Nhóm nghiên cứu chỉ muốn xác định Mặt Trời có thể tạo ra một vụ nổ mạnh đến đâu dựa trên những vết đen lớn nhất từng xuất hiện trong lịch sử quan sát.

Nếu một sự kiện cực mạnh xảy ra trong tương lai, từ trường và bầu khí quyển vẫn giúp bảo vệ con người khỏi phần lớn bức xạ. Các hệ thống công nghệ lại dễ chịu ảnh hưởng hơn.

Những đợt hoạt động mạnh của Mặt Trời có thể gây gián đoạn vệ tinh, liên lạc vô tuyến, hệ thống định vị và mạng lưới điện. Việc biết Mặt Trời có thể tạo ra những sự kiện mạnh tới mức nào vì thế sẽ giúp các nhà khoa học đánh giá tốt hơn nguy cơ từ thời tiết không gian cực đoan.