Hôm thứ Hai (ngày 27/2), màu hồng và tím tuyệt đẹp bao phủ bầu trời đêm ở Hoa Kỳ và nhiều quốc gia khác sau khi cơn bão địa từ khổng lồ cấp G3 đổ bộ vào hành tinh của chúng ta.
Những màn trình diễn ánh sáng tuyệt đẹp này là kết quả của sự va chạm giữa vật chất Mặt trời với bầu khí quyển của Trái đất. Vào ngày 24 và 25/2, ngôi sao chủ của chúng ta đã giải phóng hai chùm plasma khổng lồ dưới dạng các vụ phun trào nhật hoa (CME). Chúng đã bay vút qua không gian và hướng về phía Trái đất trong vài ngày qua.
Sau đó, vào khoảng 1:00 sáng EST (1:00 chiều giờ Việt Nam) ngày 27/2, Trung tâm Dự báo Thời tiết Không gian (SWPC) của Cục quản lý đại dương và khí quyển quốc gia Mỹ (NOAA) đã chính thức quan sát thấy các cơn bão địa từ cấp G3 (mạnh), duy trì phần lớn thời gian trong ngày.
Các cơn bão cấp G2 (trung bình) dự kiến sẽ tiếp tục kéo dài sang ngày 28/2. Những cơn bão địa từ này là nguyên nhân gây ra hiện tượng cực quang ngoạn mục, có thể nhìn thấy ở Hoa Kỳ, Pháp và Australia.
Brett Carter, phó giáo sư khoa học vũ trụ tại Đại học RMIT ở Australia, nói với Newsweek: “Màu sắc của cực quang là kết quả của việc các hạt trong tầng khí quyển bên trên bị kích thích do va chạm với các hạt đến từ trong từ quyển và một số từ gió Mặt trời”.
"Các màu sắc khác nhau là kết quả của việc các electron nhảy xuống từ các mức năng lượng kích thích khác nhau trong oxy (màu đỏ và xanh lá cây phổ biến nhất) và nitơ (màu đỏ đậm/xanh lam)”.
The #NorthernLights captured over Stonehenge.
Last night, the natural light display known as the #AuroraBorealis, or the Northern Lights, was visible over Stonehenge, resulting in a green-tinged sky behind the ancient stone circle.
?: Nick Bull pic.twitter.com/fzDUlvw2EV
— Stonehenge (@EH_Stonehenge) February 27, 2023
Càng về phía xích đạo, ánh sáng càng đỏ vì bạn có xu hướng chỉ nhìn thấy phần trên cùng của cực quang.
Daniel Brown, phó giáo sư về thiên văn học và truyền thông khoa học tại Đại học Nottingham Trent ở Anh, nói với Newsweek: “Màu đỏ đó thường khá nhạt vì bạn không có nhiều nguyên tử oxy ở độ cao lớn như vậy. Tuy nhiên, nếu bạn có một cơn bão hoạt động đủ mạnh như chúng ta đang có hiện nay, sẽ có đủ các hạt kích thích trong CME để tương tác với nhiều oxy hơn và làm cho màu đỏ sáng hơn”.
Cực quang được gây ra bởi các hạt Mặt trời va vào Trái đất và sự tương tác giữa từ trường của CME và từ trường của Trái đất.
Martin Connors, giáo sư vật lý và khoa học vũ trụ tại Đại học Athabasca ở Canada, nói với Newsweek : “Hầu như tất cả các hiệu ứng từ tính tại Trái đất là do sự kết hợp giữa từ trường và áp suất của gió Mặt trời. Gió Mặt trời thường thổi qua với tốc độ 300 đến 700 km/s (tức là khoảng một triệu dặm một giờ) với mật độ tối đa 10 hạt trên mỗi centimet khối (giống như 10 nguyên tử trong một thể tích có kích thước bằng một viên đường: hầu hết mọi người coi đây là 'chân không'). Ngoài ra còn có một từ trường rất nhỏ trong gió Mặt trời, nhỏ hơn nhiều so với từ trường làm quay la bàn trên bề mặt Trái đất”.
Từ trường của Trái đất điều chỉnh theo gió Mặt trời, thường giữ cho chúng ta an toàn trong một bong bóng từ tính. Tuy nhiên, nếu gió Mặt trời nhanh hơn và có mật độ lớn hơn, đồng thời có từ trường mạnh hơn, thì nó có thể tác động và phá vỡ từ trường của chúng ta.
Connors nói: "Nếu hướng từ trường của gió Mặt trời thay đổi, nó có thể xé toạc bong bóng từ tính của chúng ta, và nếu tốc độ và mật độ tăng lên, áp suất sẽ đẩy bong bóng về phía sau. Tùy thuộc vào cách từ trường, các hạt và tốc độ thay đổi, chúng ta sẽ nhận được các hiệu ứng khác nhau. Nếu từ trường trong gió Mặt trời đi đúng hướng và cũng có nhiều hạt di chuyển rất nhanh, chúng ta sẽ có một cơn bão lớn hơn”.
Huw Morgan, người đứng đầu nhóm Vật lý Mặt trời tại Đại học Aberystwyth ở Anh, nói với Newsweek rằng không chỉ có độ lớn và tốc độ của CME, mà hướng từ trường của nó cũng ảnh hưởng đến các hiệu ứng mà nó sẽ gây ra.
Morgan nói: "Nếu nó hướng trực diện vào Trái đất, CME có thể gây ra nhiều tác động gây rối hơn. Nhưng tất nhiên, kích thước và tốc độ cũng là vấn đề quan trọng — vì vậy một CME lớn, nhanh với từ trường hướng về phía nam là một cơn bão hoàn hảo".
Ngoài các màn trình diễn tuyệt đẹp, các cơn bão G3 cũng có thể tác động đến cơ sở hạ tầng và công nghệ cả trên Trái đất và trên quỹ đạo. Thang đo thời tiết không gian của NOAA cho biết các cơn bão G3 có thể tác động đến các hệ thống điện, yêu cầu hiệu chỉnh điện áp.
Carter nói: “Những cơn bão này có thể ảnh hưởng đến nhiều thứ hơn là chỉ cơ sở hạ tầng lưới điện. Việc sử dụng GPS có thể bị ảnh hưởng do sự thay đổi của tầng điện ly và sự gia tăng lực cản khí quyển đối với các vệ tinh ở quỹ đạo thấp của Trái đất do sự phồng lên của tầng khí quyển phía trên”.
Các cơn bão G3 cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của tàu vũ trụ bằng cách tăng lực cản đối với các vệ tinh tại quỹ đạo thấp của Trái đất.
Brown nói: "Lưu ý ở đây là yếu tố thú vị về lực cản vệ tinh bổ sung, một điều đã bị bỏ qua đối với việc triển khai vệ tinh starlink cách đây một thời gian khiến nhiều vệ tinh trong số này bị mất. Vì vậy, hoạt động như vậy sẽ yêu cầu các vệ tinh quỹ đạo thấp điều chỉnh lại quỹ đạo của chúng".
Các cơn bão Mặt trời suy yếu dự kiến sẽ tiếp tục ảnh hưởng qua ngày hôm sau hoặc lâu hơn.
Theo Newsweek
Văn Thiện biên dịch
