- Parker Solar Probe, được giới thiệu là tàu vũ trụ nhanh nhất trong Hệ Mặt Trời, đã chụp được một cấu trúc dạng xoáy khổng lồ bên trong vành nhật hoa, lớp khí quyển ngoài cùng của Mặt Trời
- Đoạn video này được ghi bằng camera WISPR, và các nhà nghiên cứu nghiêng về khả năng đây là hiện tượng sinh ra khi một vụ phóng khối lượng vành nhật hoa (CME) tương tác với gió Mặt Trời
- Cấu trúc này là một dạng xoáy hiếm gặp gọi là Kelvin-Helmholtz instabilities(KHI), và nghiên cứu liên quan đã được đăng trên The Astrophysical Journal
- CME có thể đe dọa vệ tinh, truyền thông, định vị và lưới điện; năm 1989, một CME mạnh đã khiến hàng triệu người ở Québec, Canada chịu cảnh mất điện trong 12 giờ
- Parker Solar Probe chịu được sức nóng Mặt Trời nhờ tấm chắn nhiệt carbon 4,5 inch, và dự kiến đạt tốc độ 430.000 dặm/giờ vào cuối năm nay
Xoáy được ghi lại bên trong vành nhật hoa
- Parker Solar Probe của NASA là tàu vũ trụ tiếp cận Mặt Trời gần hơn nhiều so với các sứ mệnh trước đây, và được giới thiệu là tàu vũ trụ nhanh nhất trong Hệ Mặt Trời
- Đoạn video lần này ghi lại các “vortex-like structures” khổng lồ được quan sát bên trong vành nhật hoa, lớp khí quyển ngoài cùng của Mặt Trời
- Camera WISPR đã được sử dụng để ghi hình
- WISPR là viết tắt của Wide-field Imager for Parker Solar Probe
- Các nhà nghiên cứu cho rằng cấu trúc này có thể bắt nguồn từ sự tương tác giữa phóng khối lượng vành nhật hoa (CME) và gió Mặt Trời
- CME là hiện tượng Mặt Trời phóng plasma, một loại khí siêu nóng, ra không gian
- Gió Mặt Trời là dòng hạt mang điện mà Mặt Trời liên tục phát ra
- Nghiên cứu liên quan đã được đăng trên The Astrophysical Journal
- Dạng xoáy hiếm gặp này về mặt kỹ thuật được gọi là Kelvin-Helmholtz instabilities, viết tắt là KHI
Dự báo CME và rủi ro với hạ tầng Trái Đất
- Lần ghi hình trực tiếp này mở rộng cơ hội tìm hiểu sự di chuyển của CME và tương tác của nó với gió Mặt Trời xung quanh trong môi trường Mặt Trời còn chưa được biết rõ
- CME có thể trở thành mối nguy trực tiếp đối với hạ tầng công nghệ của Trái Đất
- Chúng có thể khiến vệ tinh gặp nguy hiểm, gây nhiễu công nghệ truyền thông và định vị, thậm chí làm tê liệt lưới điện trên Trái Đất
- Ngày 12/3/1989, một CME mạnh đã chạm tới từ trường Trái Đất, và ngay sau 2:44 sáng ngày 13/3, dòng điện đã tác động thông qua các điểm yếu trong lưới điện Québec
- Chưa đầy 2 phút sau, toàn bộ lưới điện Québec mất điện, và trong 12 giờ tiếp theo, hàng triệu người bị kẹt trong các văn phòng tối om, lối đi bộ ngầm và thang máy ngừng hoạt động
Điều kiện bay của Parker Solar Probe
- Parker Solar Probe sẽ tiếp tục các lần tiếp cận tốc độ cao hướng tới vành nhật hoa
- Tàu vũ trụ chịu nhiệt nhờ tấm chắn nhiệt carbon dày 4,5 inch hướng về phía Mặt Trời
- Bản thân tấm chắn nóng lên tới khoảng 2.500 độ Fahrenheit
- Môi trường phía sau tấm chắn, cách vài feet, tương đối dễ chịu hơn
- Cuối năm nay, Parker Solar Probe dự kiến đạt tốc độ 430.000 dặm/giờ
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Hồi làm nghiên cứu sinh cuối thập niên 80, tôi từng áp dụng bất ổn Kelvin-Helmholtz vào động lực học Mặt Trời và mô phỏng trên siêu máy tính; thật vui khi thấy nó thực sự tồn tại và hành xử đúng như dự đoán
Những bất ổn plasma khác từng được dự đoán khi đó giờ cũng đang được các tàu thăm dò không gian xác nhận ngày càng nhiều
Video từ đầu đến cuối dài 7,5 giờ, và nếu Parker di chuyển so với xoáy đó với tốc độ hàng trăm nghìn dặm/giờ, vậy kích thước của nó cỡ đường kính Mặt Trời à?
186.000 km/giờ thì trong 7,5 giờ sẽ đi được một quãng bằng đường kính Mặt Trời
https://www.wolframalpha.com/input?i=%28diameter+of+sun%29%2...
Trong khi đó Parker được cho là di chuyển nhanh hơn thế rất nhiều khi ở gần Mặt Trời
“Cuối năm nay, tàu vũ trụ dự kiến đạt tới mức đáng kinh ngạc 430.000 dặm/giờ” — nhanh hơn Voyager rất nhiều
Tốc độ ánh sáng trong chân không là 670.616.629 dặm/giờ, nên giờ nó bắt đầu bước vào vùng tỉ lệ khó có thể bỏ qua
Gần 0,1%
430.000 dặm/giờ rõ ràng là con số rất lớn, và tôi cũng từng nghe nên khá quen với kiểu tăng tốc bằng hỗ trợ hấp dẫn
Nhưng tôi hiểu rằng năng lượng được bảo toàn. Để một vật đạt tốc độ 430.000 dặm/giờ, năng lượng đó phải đến từ đâu đó; chắc nó không đốt nhiên liệu của chính mình, nên có vẻ Mặt Trời đã truyền cho nó rất nhiều năng lượng
Nếu đó là năng lượng hấp dẫn, nghe như Mặt Trời đã mất năng lượng đó; mà chẳng phải điều này dựa trên khối lượng sao? Nhưng tôi không nghĩ khối lượng Mặt Trời đã thay đổi
Mong ai đó có thể giải thích đơn giản theo góc nhìn trao đổi năng lượng: ai được và ai mất
Có tìm được thang đo của ảnh không? Xoáy này lớn cỡ nào?
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad2208
Họ nói chỉ dùng các quan sát của WISPR-I, thiết bị duy nhất nhận diện được các xoáy, để đặc trưng hóa quy mô không gian, chẳng hạn kích thước theo phương bán kính, bề rộng và khoảng cách giữa các xoáy
Tái dựng GCS cho thấy CME được ước tính lan truyền theo hướng xuyên tâm ở kinh độ Carrington 20°, vĩ độ 10°
Vì các đặc trưng khá có dạng elip, họ đo chiều dài trục lớn và trục nhỏ để biểu thị quy mô điển hình; trục lớn theo hướng lan truyền, trục nhỏ vuông góc với hướng đó
Dựa trên chuỗi time-lapse được xét, tuổi thọ, tức chu kỳ thời gian, của các xoáy được ước tính dưới 30 phút
Cũng có “Bảng 1. Kích thước trung bình của trục nhỏ và trục lớn của các xoáy quan sát được (Mm)”
https://iopscience.iop.org/0004-637X/964/2/139/suppdata/apja...
https://content.cld.iop.org/journals/0004-637X/964/2/139/rev...
https://content.cld.iop.org/journals/0004-637X/964/2/139/rev...
Thật sự rất đẹp. Liệu tô màu giả cho video này có giúp ích không?
Một câu hỏi hơi ngượng của người thường
Không hiểu sao tôi cũng muốn nghe âm thanh nữa. Kiểu những tiếng huýt dài, tần số thấp mà các nhà thiên văn vô tuyến thu được từ Mặt Trời ấy
Trông hệt như lỗ sâu. Dễ nhầm không biết là bất ổn Kelvin-Helmholtz hay cầu Einstein-Rosen
Đặc biệt, cầu Einstein-Rosen không ổn định trong một vũ trụ có tồn tại đúng nghĩa bất cứ thứ gì, kể cả một photon, nên thực tế không thể nhìn thấy được
Không như kỳ vọng. Không có màu, không có cảm giác về thang đo, quá ngắn nên hoàn toàn không biết mình vừa xem gì
https://www.youtube.com/watch?v=IQXNqhQzBLM
Parker Solar Probe bay quanh Mặt Trời trên một quỹ đạo rất dẹt, và phần lớn thời gian hoạt động phía sau một tấm chắn nhiệt lớn hướng về Mặt Trời. Có thể hình dung như miếng che mắt ngựa, còn các thiết bị hướng theo hướng chuyển động và hơi về phía “bên phải” xa khỏi Mặt Trời
Trong video, Mặt Trời luôn ở bên trái, tàu thăm dò đang ở điểm gần nhất của quỹ đạo, tức đang đi qua cận nhật, điều này liên hệ trực tiếp với dữ liệu đo tốc độ ở góc dưới bên trái. Nó nhanh nhất khi ở gần Mặt Trời nhất
Vì vậy trong video xoáy, Mặt Trời ở bên trái, trục xoáy có lẽ hướng thẳng về Mặt Trời, còn tàu thăm dò đang bay lướt qua bên cạnh nó
Hãy nhìn thang thời gian. Hãy nhìn cấu trúc đó lớn đến mức nào
Chúng ta đang di chuyển với tốc độ gần 0,1% tốc độ ánh sáng, trong môi trường 2.500 độ Fahrenheit. Đó là minh chứng đáng kinh ngạc cho khoa học và kỹ thuật
Có những thứ nhìn bề ngoài thì nhàm chán nhưng thực ra cực kỳ tuyệt vời. Ví dụ phổ phát xạ của ngoại hành tinh chỉ là vài đỉnh trên đồ thị, nhưng đó là việc phát hiện bầu khí quyển của những thế giới mà tổ tiên chúng ta không thể tưởng tượng nổi
Thật sự kinh ngạc khi nghĩ về những gì đang chờ loài chúng ta phía trước
Đó cũng là lý do nhiều hình ảnh từ tàu thăm dò không gian dùng màu giả. Mắt người thường không thể nhìn thấy các đặc trưng như vậy