Bão Mặt Trời - Cơn thịnh nộ phát ra từ 'lò hạt nhân' khổng lồ đáng sợ thế nào?

'Cuộc gặp mặt' không mong muốn sau mỗi 25 năm

Theo một nghiên cứu, cơn bão Mặt Trời đủ mạnh để tàn phá các thiết bị điện tử trên Trái Đất sau mỗi 25 năm. Và những cơn bão yếu hơn nhưng vẫn còn nguy hiểm, xảy ra cứ sau 3 năm. Kết luận này đến từ một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Warwick và Tổ chức khảo sát Nam Cực của Anh.

Những cơn bão mạnh này có thể phá vỡ các thiết bị điện tử bao gồm thiết bị liên lạc, thiết bị hàng không, lưới điện và vệ tinh.

Nhóm nghiên cứu xác định 2 loại bão từ mạnh mẽ là: 'Siêu bão lớn - great super storms' mạnh nhất và trung bình xảy ra mỗi 25 năm. 'Siêu bão nghiêm trọng- severe super storms' yếu hơn nhưng vẫn nguy hiểm xảy ra với tần suất 3 năm một lần.

Bài báo mới trình bày những kết quả này có tiêu đề là: 'Sử dụng chỉ số aa trong 14 chu trình Mặt Trời gần đây để mô tả hoạt động địa từ cực đoạn' được xuất bản trên tạp chí Geophysical Research Letters. Tác giả chính là Tiến sĩ khoa học Sandra Chapman từ Đại học Warwick, Anh.

Bão Mặt Trời còn được gọi là bão địa từ. Chúng được gây ra bởi sự xáo trộn khi Mặt Trời phóng các hạt tích điện vào không gian. Khi những hạt đó tấn công từ quyển của Trái Đất, chúng sẽ gây ra bão. Các hạt đó có thể đến từ sự phóng khối corona (CME), các vùng tương tác đồng xoay (CRI) và các lỗ vành phát ra luồng gió Mặt Trời tốc độ cao có thể truyền nhanh gấp đôi so với gió Mặt Trời thông thường.

'Quá khứ hào hùng'

Cơn bão địa từ nổi tiếng nhất là sự kiện Carrington năm 1859. Sự kiện Carrington cũng là cơn bão địa từ mạnh nhất từng được ghi nhận. Cơn bão đó đã đánh sập một số hệ thống điện báo ở các khu vực khác nhau trên thế giới, gây ra một số vụ hỏa hoạn và gây sốc cho một số nhà khai thác điện báo.

Một cơn bão năm 1989 ở Quebec, Canada đã phá vỡ hệ thống phân phối điện và tạo ra các cực quang mạnh mẽ được nhìn thấy ở khu vực phía Nam như bang Texas, Mỹ.

Bão Mặt Trời có nguy cơ tăng khi thế giới của chúng ta sử dụng liên kết điện tử mạnh mẽ. Không chỉ các hệ thống phân phối điện mà các hệ thống truyền thông toàn cầu cũng bị ảnh hưởng.

Các vệ tinh của chúng ta có thể là đối tượng dễ tổn thương nhất và xã hội hiện đại dựa vào chúng nhiều, có thể nhận ra tác động của bão Mặt Trời. Người ta đã tính toán rằng một cơn bão mạnh như sự kiện Carrington nếu nó xảy ra vào thời điểm hiện tại sẽ gây thiệt hại hàng tỷ thậm chí hàng nghìn tỷ đô la.

Các nhà khoa học quan tâm đến những cơn bão này vì cần dự đoán chúng. Bài báo mới này dựa trên dữ liệu từ trường có từ 150 năm trước. Các tác giả cho biết họ có thể sớm phát hiện có bao nhiêu cơn bão mạnh trong khoảng thời gian đó và tần suất chúng xảy ra.

Hình dung này mô tả những gì một sự phóng khối corona có thể trông giống như khi nó tương tác với các lực từ và môi trường liên hành tinh (Nguồn: NASA)

Sự quan tâm của con người tới bão Mặt Trời

Trong một thông cáo báo chí, tác giả chính Giáo sư Sandra Chapman cho biết: 'Những siêu bão này là những sự kiện hiếm gặp nhưng ước tính cơ hội xảy ra của chúng là một phần quan trọng trong việc lên kế hoạch giảm thiểu, cần thiết để bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng của quốc gia.'

Trong bài báo của mình các tác giả cho thấy những cơn bão từ nghiêm trọng xảy ra ở 42 trong số 150 năm qua, tương đương khoảng 3 năm một lần. Những siêu bão lớn mạnh hơn xảy ra 6 lần trong 150 năm qua tương ứng tần suất 25 năm một lần.

Thông thường những cơn bão này chỉ kéo dài một vài ngày nhưng chúng vẫn có thể rất nguy hiểm với các thiết bị công nghệ hiện đại.

Siêu bão có thể gây ra mất điện, làm gián đoạn hoặc làm hỏng vệ tinh, làm gián đoạn hàng không và gây mất tạm thời hệ thống tín hiệu GPS và liên lạc vô tuyến. (GPS không chỉ để điều hướng mà hệ thống ngân hàng hiện đại còn dùng nó để đồng bộ hóa các giao dịch tài chính.)

'Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp mới để tiếp cận dữ liệu lịch sử, nhằm cung cấp một bức tranh tốt hơn về khả năng xảy ra siêu bão và hoạt động siêu bão nào chúng ta có thể thấy trong tương lai', GS Chapman nói.

Dữ liệu từ trường của nghiên cứu là từ các đầu đối điện của Trái Đất, từ các trạm ở Anh và Úc. Nó bao gồm 14 chu trình Mặt Trời cuối cùng, có niên đại trước thời đại vũ trụ, năm 1957.

Phân tích của họ cho thấy các siêu bão mạnh như Sự kiện Carrington có thể phổ biến hơn so với suy đoán của các nhà khoa học và chúng có thể xảy ra bất cứ lúc nào, không một lời cảnh báo.

Cực quang trong một cơn bão địa từ, rất có thể gây ra bởi một vụ phóng khối corona từ Mặt Trời vào ngày 24/5/2010. (Hình ảnh: ISS) Một vài năm trước đã có một cơn bão khổng lồ.

Giáo sư Richard Horne, người đứng đầu Trung tâm Thời tiết Không gian tại Tổ chức Khảo sát Nam Cực của Anh, cho biết: 'Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy một siêu bão có thể xảy ra thường xuyên hơn chúng ta nghĩ. Đừng để bị đánh lừa bởi các số liệu thống kê, nó có thể xảy ra bất cứ lúc nào, chúng tôi chỉ đơn giản là không biết khi nào và ngay bây giờ chúng tôi không thể dự đoán khi nào.'

Những cơn bão này được sinh ra từ Mặt Trời, nhưng thời tiết không gian có thể được theo dõi bằng cách quan sát những thay đổi của từ trường trên bề mặt Trái Đất. Có dữ liệu chất lượng cao từ nhiều trạm trên Trái Đất bắt đầu từ thời đại vũ trụ, khoảng năm 1957. Các nhà khoa học biết rằng Mặt Trời có chu kỳ hoạt động xấp xỉ 11 năm và trong chu kỳ đó Mặt Trời thay đổi cường độ. Vấn đề là chúng ta không có đủ dữ liệu này, hiện tại chỉ có năm chu kỳ Mặt Trời.

Hiểu rõ hơn về các cơn bão Mặt Trời mạnh mẽ và tốc độ xảy ra của chúng đòi hỏi một bộ dữ liệu lớn hơn kéo dài nhiều chu kỳ Mặt Trời hơn. Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã quay ngược thời gian. Họ đã xem xét chỉ số địa từ aa , xuất phát từ các địa điểm ở Anh và Úc, hai đầu đối diện của Trái Đất, với thời gian đạt 150 năm, hay 14 chu kỳ Mặt Trời. Đây là bản ghi dài nhất, gần như liên tục về những thay đổi trong từ trường trên bề mặt Trái Đất.

Vào năm 2012, Mặt Trời đã giải phóng một vụ nổ mạnh mẽ từ sự phóng khối corona cực lớn và cực mạnh. May mắn cho chúng ta, Trái Đất không nằm trong đường đi của nó. Nhưng dữ liệu cho thấy nó sẽ là một siêu bão nếu nó tấn công chúng ta.

Ngày càng có nhiều sự quan tâm đến Mặt Trời và thời tiết không gian mà nó gửi cho chúng ta. Khi nền kinh tế và lối sống của chúng ta ngày càng trở nên phụ thuộc vào các vệ tinh, thông tin liên lạc và lưới điện, chính phủ và các cơ quan đã ưu tiên hiểu và dự đoán thời tiết không gian.

Hiện tại có một số tàu vũ trụ đang nghiên cứu Mặt Trời, bao gồm SOHO (Đài quan sát Mặt Trời Heliospheric), SDO (Đài quan sát động lực Mặt Trời) và Tàu thăm dò Mặt Trời Parker. Những con tàu vũ trụ này đang phát triển sự hiểu biết của chúng ta về Mặt Trời và khả năng dự đoán những cơn bão nguy hiểm này.