Mười nghìn cơn lốc xoáy khủng khiếp đang hoành hành trên bề mặt Mặt trời. Mỗi một trong những cơn bão từ đang quay tròn này có kích cỡ bằng cả châu Âu, và hợp sức với nhau có lẽ chúng đang bơm đủ năng lượng vào khí quyển mặt trời để làm nó nóng lên tới hàng triệu độ - một năng lượng khiến một nhà khoa học đề xuất rằng chúng ta có thể bắt chước những lốc xoáy mặt trời này trên Trái đất để tim kiếm năng lượng nhiệt hạt nhân.
Bề mặt nhìn thấy của Mặt trời có nhiệt độ nóng-trắng hơn 5000 Kelvin, nhưng nó chẳng thấm vào đâu so với khí quyển phía ngoài mặt trời, hay nhật hoa. Lớp plasma mỏng này của nhật hoa đạt tới nhiệt độ hơn một triệu Kelvin – đó là cái lạ vì nhiệt độ thường giảm khi bạn tiến xa ra nguồn nhiệt.
Một manh mối cho hiện tượng này xuất hiện hồi năm2008, khi Sven Wedemeyer-Böhm tại trường Đại học Oslo ở Na Uy phát hiện thấy những xoáy lốc trên mặt trời. Những lốc xoáy tít này xuất hiện trong ảnh chụp từ Kính thiên văn mặt trời của Thụy Điển trên đảo La Palma thuộc quần đảo Canary, thiết bị khảo sát tầng thấp nhất của khí quyển mặt trời, một vùng khá mỏng gọi là sắc quyển.
Minh họa xoáy từ trong khí quyển mặt trời.
“Lúc ấy, chúng tôi thật sự không hiểu đằng sau những xoáy tít này là gì,” Wedemeyer-Böhm nói. Hiện nay, tham gia vào một đội đứng đầu là Robert Erdélyi tại trường Đại học Sheffield ở Anh, ông đã sử dụng dữ liệu thu từ Đài thiên văn Động lực học Mặt trời (SDO) của NASA và các mô phỏng máy tính đưa đến một bức tranh hoàn chỉnh hơn.
SDO có thể nhìn thấy những bước sóng tử ngoại ngắn bị khí quyển Trái đất chặn mất, cho phép nó nhìn vào phần nhật hoa nơi nhiệt độ đột ngột tăng lên. Với những quan sát đồng thời từ SDO và La Palma, đội khoa học đã nhìn thấy những xoáy lốc cuộn từ sắc quyển vào nhật hoa.
Các mô phỏng cho thấy mỗi xoáy ra đời khi sự đối lưu ở gần bề mặt của mặt trời mang một số chất liệu đi xuống qua những kênh hẹp. Giống như nước trong bồn rửa tay chảy ra qua lỗ tháo nước, chất liệu đó quay tròn, tạo ra một hỗn hợp xoắn ít gồm plasma và từ trường phía trên. Nó trông giống hệt như lốc xoáy trên địa cầu, trừ ở chỗ nó rộng tới 1500 km với những cơn gió thổi lên tới hàng chục nghìn km mỗi giờ.
Đáng chú ý là tại đỉnh của mỗi lốc xoáy có nhiều ánh sáng tử ngoại được giải phóng hơn ở những chỗ khác – một dấu hiệu cho thấy plasma đang nóng lên tại đó. Erdélyi cho biết năng lượng đó có lẽ được dẫn ở dạng những nhiễu loạn từ gọi là sóng xoắn Alfvén, làm các đường sức từ của xoáy cuộn nhanh, tiêu tán dưới dạng nhiệt trong nhật hoa.
Đây không phải là cách duy nhất nhiệt có thể đi vào nhật hoa. Năng lượng còn được mang lên trong những dòng nhỏ gọi là gai mặt trời và được tuôn lên từng cơn bởi những sự kiện bùng nổ như tai lửa mặt trời. Tuy nhiên, đội nghiên cứu cho biết các xoáy lốc có thể tạo nên một trong những cơ chế làm nóng quan trọng nhất.
Nếu nó hoạt động trên Mặt trời, vậy tại sao trên Trái đất lại không? “Chúng ta có thể đánh cắp kĩ thuật này từ thiên nhiên,” Erdélyi nói. Tại dự án ITER ở Cadarache, Pháp, các nhà khoa học đang cố gắng phát điện từ sự nhiệt hạch, công việc đòi hỏi làm nóng plasma lên nhiều triệu độ. Erdélyi đề xuất rằng nếu chúng ta có thể hiểu rõ hơn sự làm nóng nhật hoa, thì những quá trình tương tự có thể dùng để bơm năng lượng vào lò phản ứng. Khi đó, những xoáy lốc mặt trời cỡ nhỏ có thể mang ánh sáng và nhiệt vào nhà của chúng ta.
Tham khảo: Nature, DOI:10.1038/nature11202
123physics – thuvienvatly.com
Nguồn: New Scientist
