Những xoáy nước nhỏ trên bề mặt Mặt Trời có thể giải mã bí ẩn nhiệt độ 60 năm

Hình ảnh hé lộ điều gì?

Những hình ảnh đột phá cho thấy quang quyển, bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời, phủ đầy các họa tiết xoáy tròn. Những xoáy này giống như các dòng xoáy hỗn loạn đôi khi thấy trên những đám mây trên Trái Đất hay thậm chí là bầu trời xoáy trong bức tranh Đêm đầy sao của Vincent van Gogh . Điểm khác biệt chính: đây không chỉ là các họa tiết khí quyển đơn thuần mà là các cấu trúc plasma từ tính có thể mang những hàm ý sâu sắc trong việc tìm hiểu sản lượng năng lượng của Mặt Trời.

Các xoáy có kích thước từ khoảng 20 đến gần 200 km . Chúng dường như hiện diện hầu như khắp nơi trên bề mặt Mặt Trời, chứ không phải là những nhiễu động cá biệt . Điều này cho thấy KHI là một quá trình cơ bản và liên tục diễn ra trên Mặt Trời, chứ không phải là một sự kiện hiếm gặp.

Tại sao khám phá này quan trọng?

Bằng chứng trực tiếp đầu tiên về KHI trên bề mặt Mặt Trời

Bất ổn định Kelvin-Helmholtz là một hiện tượng động lực học chất lỏng xảy ra khi hai lớp chất lỏng trượt qua nhau với tốc độ khác nhau. Trước đây, hiện tượng này chỉ được suy luận từ lý thuyết và mô phỏng cho đến khi các hình ảnh từ DKIST cung cấp xác nhận quan sát đầu tiên rằng quá trình này đang diễn ra mạnh mẽ trên khắp bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời . Các quan sát đã được kiểm chứng chéo bằng các mô phỏng số hiện đại, xác nhận rằng các dự đoán mô phỏng về KHI trên Mặt Trời phù hợp với dữ liệu thực tế .

Một cơ chế truyền năng lượng mới

Các xoáy này đại diện cho một cơ chế mà năng lượng động học và năng lượng từ có thể truyền từ các chuyển động đối lưu quy mô lớn (các hạt - granules) xuống các quy mô nhỏ hơn nhiều, nơi chúng có thể bị tiêu tán dưới dạng nhiệt . Điều này liên quan trực tiếp đến bí ẩn về sự nóng lên của vành nhật hoa – câu đố về lý do tại sao vành nhật hoa lại nóng hơn hàng triệu độ so với quang quyển bên dưới. KHI có thể chính là mắt xích còn thiếu trong cách năng lượng được truyền từ bề mặt Mặt Trời lên tầng khí quyển của nó.

Tác nhân tiềm ẩn kích hoạt các hoạt động bùng nổ của Mặt Trời

Các xoáy này có thể giúp giải thích cách năng lượng tích tụ và gây mất ổn định các đường sức từ, dẫn đến tái kết nối từ tính, các vụ phun trào Mặt Trời (solar flare) và phun trào khối lượng vành nhật hoa (CME) . Bằng cách làm rối và xoắn các đường sức từ tại các ranh giới hạt, KHI có thể là chất xúc tác tiềm ẩn trước đây cho những vụ bùng phát năng lượng mạnh nhất của Mặt Trời . Điều này có tác động trực tiếp đến dự báo thời tiết không gian.

Xác thực mô hình hóa Mặt Trời độ phân giải cao

Sự phù hợp chặt chẽ giữa các quan sát của DKIST và mô phỏng máy tính giúp củng cố khuôn khổ lý thuyết được sử dụng để mô hình hóa từ thủy động lực học Mặt Trời. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học có thể tin tưởng vào các mô hình của họ hơn bao giờ hết khi dự đoán hành vi của Mặt Trời .

Kế hoạch tiếp theo cho kính thiên văn Mặt Trời Inouye

Các hình ảnh được chụp bằng FastCam, một thiết bị chụp ảnh quang tốc độ cao, chỉ trong vài phút quan sát trước khi mây buộc phải đóng nắp ống kính của kính thiên văn . Việc một khám phá lớn như vậy chỉ xuất hiện từ một cửa sổ quan sát ngắn ngủi khiến các nhà nghiên cứu vô cùng phấn khích về những gì các quan sát có hệ thống sẽ tiết lộ. DKIST, kính thiên văn Mặt Trời mạnh nhất thế giới, dự kiến sẽ tiếp tục cung cấp những góc nhìn chưa từng có về Mặt Trời, mang đến những hiểu biết mới mẻ về vật lý phức tạp của ngôi sao gần chúng ta nhất.