Các cực từ của mặt trời đang biến mất

Các cực của từ trường mặt trời đang dần biến mất. Nhưng đừng hoảng sợ: Đây là một phần trong chu kỳ hoạt động 11 năm thông thường của ngôi sao chủ nhà của chúng ta. Hoạt động của mặt trời, được đo bằng số lượng điểm tối trên bề mặt mặt trời, đã gia tăng trong vài năm qua, cũng như các vụ nổ mặt trời như pháo sáng bức xạ điện từ và tia plasma. Bão mặt trời mang lại cực quang tuyệt đẹp và thỉnh thoảng mất sóng vô tuyến.

Sơ đồ đường sức từ của Mặt trời được mô tả trong hình ảnh Mặt trời do Đài thiên văn Động lực học Mặt trời của NASA chụp vào ngày 12 tháng 3 năm 2016, khi hoạt động của mặt trời đang suy yếu. Nguồn hình ảnh: NASA/SDO/AIA/LMSAL

Nhưng đối với người Trái đất, những sự kiện mặt trời này ít rõ ràng hơn: Chúng cũng đang làm xói mòn từ trường lỏng đáng kinh ngạc của Mặt trời, do đó các cực của ngôi sao chủ của chúng ta gần như mất điện tích. Các nhà khoa học cho biết từ trường sẽ đảo ngược theo thời gian, sau đó tăng dần khi hoạt động của mặt trời yếu đi.

Lisa Upton, nhà khoa học năng lượng mặt trời tại Viện nghiên cứu Tây Nam ở Boulder, Colorado, cho biết: "Bây giờ có vẻ như từ trường của các cực của Mặt trời khá đồng bộ. Chúng rất gần bằng 0 nên chúng trở nên rất không đồng nhất. Rất yếu, nhưng chúng tôi vẫn chưa đạt đến điểm đảo ngược."

Cực sự đảo ngược sẽ đánh dấu điểm giữa của một quá trình bắt đầu vào khoảng tháng 12 năm 2019, khi Mặt trời ở trạng thái yên tĩnh nhất và hầu như không thể nhìn thấy một vết đen mặt trời nào. Lúc này, từ trường của ngôi sao được sắp xếp thành một lưỡng cực tương đối gọn gàng, với một cực tích điện dương và cực kia tích điện âm.

Nhưng không giống như từ trường của Trái đất hay của nam châm thanh, từ tính của Mặt trời không đồng đều và rất không ổn định, ngay cả trong pha lưỡng cực. “Đó không phải là một từ trường dương đồng đều”, nhà khoa học năng lượng mặt trời Todd Hoeksema của Đại học Stanford cho biết. "Nó được tạo thành từ nhiều vùng từ thông nhỏ, hầu hết trong số đó là một cực chứ không phải cực kia. Đó là một sự thay đổi năng động." "

Giai đoạn lưỡng cực trôi qua. Khi Mặt trời quay, từ trường dường như có trật tự xoắn lại và tăng cường. Từ trường cũng tăng lên về phía bề mặt Mặt trời, thường ở gần xích đạo của Mặt trời, biểu hiện dưới dạng các vết đen. Các vết đen xuất hiện tối do từ tính tăng lên ngăn chặn sự truyền nhiệt đến khu vực, tạo ra một vùng mát hơn không tương thích với Mặt trời. Các vết đen mặt trời kém sáng hơn những phần còn lại

Mỗi vết đen mặt trời là một cặp, một vết đen có từ tính dương và vết đen kia có từ tính âm. Khi vết đen mặt trời phân rã, các cặp từ tính này hầu hết (nhưng không hoàn toàn) tiêu tan, chỉ để lại từ thông dư thường ngược với các cực từ xuất hiện trên bán cầu mặt trời khi nó di chuyển, dòng từ dư này thường di chuyển về phía các cực từ của bán cầu đó, thường triệt tiêu một số từ trường hiện có. đó.

Từ thông dư do một cặp vết đen mặt trời tạo ra không tạo ra nhiều khác biệt, nhưng trong những khoảng thời gian hoạt động mạnh hơn trong chu kỳ mặt trời, Mặt trời có thể dễ dàng tạo ra 100 vết đen mặt trời cùng một lúc. Khi các vết đen hình thành và mờ dần, các điện tích nhỏ còn lại dần dần tích tụ ở các cực và triệt tiêu cực tính của chúng. Tuy nhiên, quá trình này có thể gặp nhiều khó khăn, tùy thuộc vào hoạt động của mặt trời và các khía cạnh của từ trường mà các nhà khoa học chưa thể dự đoán được. "Nó không diễn ra một cách có trật tự, nó không phải là một chức năng trơn tru", Upton nói về những thay đổi trong từ trường của mặt trời, "

Nhưng tại thời điểm này, một vài năm hoạt động của vết đen mặt trời đã loại bỏ hoàn toàn các cực từ của ngôi sao và một sự đảo ngược sắp xảy ra. Sanjay Gossain, một nhà khoa học về mặt trời tại Đài quan sát mặt trời quốc gia cho biết: “Mặt trời hiện đang hoạt động khá tích cực. Nếu điều này tiếp tục, tôi đoán trong khoảng sáu tháng nữa chúng ta sẽ thấy các cực từ bị đảo lộn hoàn toàn. "

Các nhà khoa học đang háo hức chờ xem quá trình đảo ngược diễn ra như thế nào. Hoeksma nói: “Đó không phải là chuyện tức thời và nó không xảy ra ở mọi nơi cùng một lúc. "Ví dụ, trong chu kỳ mặt trời vừa qua, cực của bán cầu bắc của mặt trời đã đảo ngược bắt đầu từ đầu tháng 6 năm 2012 và sau đó dao động quanh mức trung tính cho đến cuối năm 2014, mặc dù bán cầu nam đã đảo ngược hướng đi vào giữa năm 2013. Sự chuyển đổi sang cực đối nghịch dường như đồng đều hơn trong năm nay. Tôi không biết bên nào sẽ đi trước; nó hơi giống một cuộc đua ngựa." Sự đảo ngược cực từ của mặt trời thường báo hiệu rằng mặt trời đang tiến gần đến cực đại mặt trời và số lượng vết đen sẽ bắt đầu giảm. Điều này phù hợp với những dự đoán trước đây rằng chu kỳ mặt trời này sẽ tương đối yếu, mặc dù có thể mạnh hơn một chút so với chu kỳ mặt trời gần đây nhất đạt cực đại vào tháng 4 năm 2014.

"Hiện tại có vẻ như từ trường cực có thể đảo ngược vào năm 2024. Cực đại của chu kỳ mặt trời có thể xảy ra vào năm 2024," Upton nói. "Tất cả những điều này đều là những sự sắp xếp rất tiêu chuẩn và điển hình. Mặt trời thực sự đang hoạt động khá tốt trong chu kỳ này."

Trong vài năm tới, các vết đen mặt trời sẽ tiếp tục bổ sung từ tính còn lại của chúng vào nguồn điện tích mới đang phát triển ở các cực của Mặt trời, tăng cường từ trường mới và tái tạo trạng thái lưỡng cực nhìn thấy lần cuối vào năm 2019. Lần này trạng thái lưỡng cực sẽ xuất hiện vào đầu những năm 2030. Vào khoảng thời điểm mặt trời xuống thấp nhất, các nhà khoa học cũng sẽ bắt đầu dự đoán điều gì có thể xảy ra trong chu kỳ mặt trời tiếp theo, sẽ đạt cực đại vào giữa những năm 1930.

Nhưng hiện tại, các nhà khoa học đang chờ xem sự đảo ngược cực độ này phát triển như thế nào. Hoeksma nói: “Thật thú vị khi xem nó phát triển như thế nào, nó sẽ không xảy ra lần thứ hai”.