Hình ảnh Solar Orbiter chụp toàn bộ bề mặt Mặt Trời với độ phân giải cao nhất từ trước đến nay

 (smithsonianmag.com)
2 điểm bởi GN⁺ 2024-11-24 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • 4 hình ảnh mới cho thấy toàn bộ bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời, tức quang cầu (photosphere), ở độ phân giải cao cùng lúc đã được công bố, giúp quan sát cấu trúc bề mặt và hoạt động từ trường chi tiết hơn
  • Mỗi hình ảnh là một ảnh ghép mosaic nối từ 25 ảnh độ phân giải cao do Solar Orbiter chụp ngày 22/3/2023 ở khoảng cách dưới 46 triệu dặm so với Mặt Trời
  • Trong ảnh ghép cuối cùng, đường kính Mặt Trời gần 8.000 pixel, và việc chụp tổng cộng 100 ảnh mất hơn 4 giờ do phải điều chỉnh vị trí tàu vũ trụ
  • Hai thiết bị PHI và EUI được sử dụng cho lần quan sát này, bao gồm ảnh ánh sáng khả kiến, bản đồ hướng từ trường, bản đồ vận tốc và ảnh corona bằng tia cực tím
  • Quá trình xử lý ảnh PHI vẫn là một công việc mới và khó, nhưng nếu có thể tạo các ảnh tương tự nhanh hơn, dự kiến có thể công bố 2 lần mỗi năm

Toàn bộ bề mặt Mặt Trời do Solar Orbiter chụp

  • ESA đã công bố 4 hình ảnh quan sát toàn bộ Mặt Trời mới từ Solar Orbiter
  • Các hình ảnh được công bố bao gồm cảnh nhìn toàn bộ bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời, tức quang cầu, ở độ phân giải cao nhất từ trước đến nay
  • Mỗi hình ảnh là một ảnh ghép mosaic gồm 25 ảnh độ phân giải cao được chụp ngày 22/3/2023
  • Khi đó Solar Orbiter ở cách Mặt Trời dưới 46 triệu dặm và đã chụp tổng cộng 100 ảnh gốc
  • Vì phải thay đổi vị trí tàu vũ trụ cho từng ảnh riêng lẻ, quá trình chụp mất hơn 4 giờ
  • Trong ảnh ghép cuối cùng, đường kính Mặt Trời lên tới gần 8.000 pixel

Thiết bị quan sát và các loại hình ảnh

  • Solar Orbiter là sứ mệnh chung của ESA và NASA, do ESA vận hành
  • Được phóng vào tháng 2/2020 và công bố những hình ảnh đầu tiên vào tháng 7 cùng năm
  • Sau đó, sứ mệnh đã đạt được các thành tựu như chụp những hình ảnh gần nhất của Mặt Trời và những hình ảnh cận cảnh đầu tiên của vùng cực
  • Trong các hình ảnh được công bố lần này, 2 trong số 6 thiết bị ghi ảnh của Solar Orbiter đã được sử dụng: PHI và EUI
    • Polarimetric and Helioseismic Imager(PHI): tạo ảnh ánh sáng khả kiến, bản đồ hướng từ trường, và bản đồ vận tốc·hướng của một phần bề mặt
    • Extreme Ultraviolet Imager(EUI): tạo ảnh corona, lớp khí quyển ngoài của Mặt Trời, bằng tia cực tím

Cấu trúc bề mặt được hé lộ bởi ảnh ánh sáng khả kiến

  • Ảnh ánh sáng khả kiến của PHI cho thấy bề mặt plasma nóng luôn chuyển động
  • Nhiệt độ của lớp này là 8.132–10.832 độ Fahrenheit và phát ra phần lớn bức xạ của Mặt Trời
  • Bên dưới bề mặt là tầng đối lưu, nơi plasma đậm đặc xoáy chuyển giống như magma trong lớp phủ Trái Đất
  • Do sự đối lưu này, bề mặt Mặt Trời trông như có dạng hạt, và từ trường Mặt Trời cũng được cho là được điều khiển bởi plasma dao động

Vết đen, từ trường và dòng chảy bề mặt

  • Trong ảnh ánh sáng khả kiến và bản đồ từ trường của PHI xuất hiện các vết đen Mặt Trời có dạng tối
  • Tại vết đen, từ trường Mặt Trời mạnh hơn; trên bản đồ từ trường, màu đỏ biểu thị vùng chuyển động ra ngoài, còn màu xanh biểu thị vùng chuyển động vào trong
  • Vết đen là những vùng có từ trường tập trung và đan xen dày đặc, khiến plasma tách khỏi các dòng đối lưu trộn nhiệt của Mặt Trời và trở nên lạnh hơn so với xung quanh
  • Kết quả là plasma trong vết đen phát ra ít ánh sáng hơn và trông tối trong ảnh ánh sáng khả kiến
  • Bản đồ vận tốc của PHI ghi lại chuyển động của một phần bề mặt Mặt Trời
    • Màu xanh biểu thị vùng chuyển động về phía Solar Orbiter
    • Màu đỏ biểu thị vùng chuyển động ra xa Solar Orbiter
  • Trên bản đồ này có thể thấy plasma bề mặt Mặt Trời nhìn chung chuyển động theo chiều tự quay của Mặt Trời, nhưng quanh các vết đen thì bị đẩy ra phía ngoài

Ảnh corona bằng tia cực tím và khả năng công bố trong tương lai

  • Ảnh tia cực tím của EUI cho thấy corona, lớp khí quyển ngoài mờ nhạt của Mặt Trời
  • Trên Trái Đất, corona chỉ có thể nhìn thấy khi nhật thực toàn phần
  • Trong ảnh tia cực tím cũng xuất hiện hoạt động quanh các vết đen, với plasma phun ra ngoài dọc theo các đường sức từ
  • Một số đường sức từ nối các vết đen nằm gần nhau
  • Quy trình xử lý để tạo ảnh PHI được đánh giá là một công việc mới và khó
  • Các chuyên gia ESA kỳ vọng trong tương lai có thể tạo ra những hình ảnh tương tự nhanh hơn, và có khả năng công bố hai lần mỗi năm

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-11-24
Ý kiến trên Hacker News

  • Đây là liên kết tới các tệp ảnh gốc (9600x9600, mỗi tệp khoảng 10–20MB)
    Ánh sáng khả kiến: https://eopro.esa.int/wp-content/uploads/2024/10/PHI_Visible...
    Bản đồ từ trường: https://eopro.esa.int/wp-content/uploads/2024/10/PHI_Magneto...
    Bản đồ vận tốc: https://eopro.esa.int/wp-content/uploads/2024/10/PHI_Velocit...
    Tử ngoại: https://eopro.esa.int/wp-content/uploads/2024/10/EUI_Ultravi...

    • Nhờ các ảnh độ phân giải cao, tôi đã thử trộn ảnh ánh sáng khả kiến và ảnh tử ngoại trong Photoshop, kết quả ở đây: https://imgur.com/a/vRGav2d
      Tôi đã nhanh chóng xử lý các đường biên cứng, nhưng không muốn ép pixel quá mức
    • Đây là liên kết tới toàn bộ thư mục ảnh đã tải lên. Có cả phiên bản độ phân giải cao khoảng 99MB: https://eopro.esa.int/wp-content/uploads/2024/10/
    • Các tệp lớn tải xuống quá chậm ngay cả trên đường truyền khá ổn, khiến tôi có cảm giác như hồi năm 1995 tải ảnh độ phân giải thấp bằng modem. Đúng là gợi lại kỷ niệm
      https://eopro.esa.int/wp-content/uploads/2024/10/PHI_Visible...
    • Tôi tò mò vì sao trong tất cả các ảnh này, phần khử răng cưa ở rìa Mặt Trời trông thô như vậy. Có phải do hậu kỳ không?
    • Ảnh tử ngoại đẹp đến mức muốn in ra treo tường, nhưng tiếc là phần rìa quá thô

  • Theo tôi, ảnh toàn bộ bề mặt Mặt Trời đẹp nhất từng được chụp cho đến nay là ảnh này
    https://x.com/AJamesMcCarthy/status/1638648459002806272
    Andrew McCarthy: https://www.instagram.com/cosmic_background/
    Jason Guenzel: https://www.instagram.com/thevastreaches/

    • Nếu muốn mua ảnh 139 megapixel để in, ảnh này đang được bán với giá 50 USD tại đây: https://cosmicbackground.io/products/fusion-of-helios
      Tôi không liên quan gì, nhưng đã nghiêm túc cân nhắc mua từ lâu. Đây là ảnh ghép Mặt Trời và nhật quyển trong kỳ nhật thực năm 2017, và là một trong những ảnh Mặt Trời tôi thích nhất
    • https://pbs.twimg.com/media/Fr2elMpaMAAqgZN?format=jpg&name=...
    • Nếu là ảnh chụp trong suốt 5 ngày, có lẽ nên xem nó là thể hiện thứ tĩnh hơn là động. Cách diễn đạt khá gây rối, nhưng bức ảnh thì tuyệt vời
    • Dù đẹp, nhưng nói nghiêm ngặt thì nó giống một hình ảnh đã qua xử lý mạnh và chỉnh sửa kỹ thuật số hơn là ảnh chụp Mặt Trời
    • Twitter chỉ hiện “something went wrong”, còn ba hộp thoại che hoặc chiếm hơn nửa trang

  • Ảnh có thể phóng to thực sự nằm ở đây: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_...

    • Không biết có phải giải pháp tự triển khai không, nhưng tình trạng rất tệ. Tôi từng thấy Leaflet được dùng cho ảnh gigapixel; dù cách làm hơi khác thường, nó vẫn hoạt động rất tốt
    • Nó hoạt động, nhưng độ phân giải thấp hơn kỳ vọng, và cũng không có thước tỷ lệ
    • Kéo xuống dưới, nếu nhấp vào ảnh trong carousel/gallery, bạn sẽ được chuyển tới trang có thể tải xuống JPEG độ phân giải cao. Ảnh tử ngoại khoảng 100MB
    • Không rõ là do lưu lượng máy chủ hay giới hạn trình duyệt, nhưng việc phóng to và di chuyển khá chậm, làm giảm đi phần nào độ ấn tượng

  • Quy mô và mức độ dữ dội của các quá trình vận hành Mặt Trời thật sự khiến người ta choáng váng. Dù cách xa 43 triệu km mà vẫn gần 20 kW trên mỗi mét vuông
    Sửa: ý là tàu thăm dò cách Mặt Trời chừng đó

    • Một sự thật thú vị: nếu khí quyển của Hệ Mặt Trời kéo dài từ Mặt Trời đến Trái Đất (ít nhất là xa đến vậy), thì âm thanh của Mặt Trời nghe từ Trái Đất sẽ vào khoảng 100 dB
      Nếu tôi nhớ đúng thì Mặt Trời chuyển khoảng 4,5 triệu tấn khối lượng thành năng lượng mỗi giây, vậy mà vẫn có những thiên thể năng lượng lớn hơn và dữ dội hơn nó hàng nghìn tỷ lần. Theo tôi biết, lần phát hiện LIGO đầu tiên đã chuyển khoảng 5 khối lượng Mặt Trời thành năng lượng trong khoảng 1 giây
    • Quy mô và khối lượng của Mặt Trời thật sự mê hoặc. Một photon sinh ra trong quá trình nhiệt hạch mất khoảng 500.000 năm để thoát khỏi lõi
      Nghĩa là lõi đặc đến mức photon bị va chạm bật qua lại nhiều như vậy. Điều thú vị nữa là tầng ngoài, corona, có thể nóng tới 3.500.000°F, cao hơn rất nhiều so với quang cầu bề mặt khoảng 10.000°F, còn lõi bên dưới thì khoảng 27.000.000°F
    • Thật kỳ lạ khi quả cầu plasma nhiễu loạn khổng lồ đang bùng nổ này lại ảnh hưởng ít đến đời sống hằng ngày của chúng ta đến vậy. Chỉ là ánh sáng và nhiệt ổn định, thỉnh thoảng có cực quang
      Vật thể này có đủ năng lượng để xóa sạch đến dấu vết cuối cùng về sự tồn tại của loài người
    • Trên bề mặt Mặt Trời mà chỉ có 20 kW trên mỗi mét vuông thôi sao, không hiểu vì sao lại thấp như vậy
      Ở Trái Đất, chúng ta nhận khoảng 1 kW ánh sáng Mặt Trời trên mỗi mét vuông, và Trái Đất cách Mặt Trời 149 triệu km. Tính nhẩm thì để nhận 1 kW/m² ở Trái Đất, trên Mặt Trời phải khoảng 45 MW/m² mới đúng. Lấy diện tích bề mặt của quả cầu bán kính 149 triệu km chia cho diện tích bề mặt Mặt Trời thì khoảng 45.000, nên 1 W của Mặt Trời khi tới Trái Đất sẽ còn 1/45.000 W. Tôi sai ở đâu nhỉ?

  • Bạn đã bao giờ tưởng tượng khả năng có sinh vật bậc cao sống ẩn bên trong một ngôi sao chưa? Không dễ, nhưng năng lượng thì dồi dào, và khả năng bị các dạng sống kém phát triển hơn quấy rầy có vẻ cũng thấp

  • Ảnh Mặt Trời trong ánh sáng khả kiến trông hơi khó hiểu. Hình dấu # ở giữa là gì vậy? Tôi tò mò không biết đó là hiện tượng vật lý, hay artifact sinh ra trong ảnh

    • Trông gần như chắc chắn là artifact do stitching khi ghép nhiều ảnh lại. Nhưng nó khá dễ thấy, nên không hiểu vì sao họ lại để nguyên
      Luôn có tranh luận về việc nên hậu kỳ ảnh khoa học đến mức nào, và cũng có người thích ảnh gần với bản chụp gốc hơn, dù không hoàn hảo
    • Cũng thú vị. Có vẻ là artifact trong ảnh, có thể là đường biên khi ghép nhiều ảnh thành một. Dù vậy, tôi nghĩ mức này đáng ra có thể xử lý tốt hơn

  • “Vì tàu vũ trụ phải thay đổi vị trí cho từng ảnh riêng lẻ, quá trình này mất hơn 4 giờ. Trong ảnh mosaic cuối cùng, đường kính Mặt Trời gần 8000 pixel.”
    Cách này có lẽ giống siêu lấy mẫu thủ công hơn là ghép các điểm nhìn liền kề. Với khoảng cách 48 triệu dặm, 4 giờ là khá ngắn
    Sửa: xét đến vận tốc quỹ đạo thì có lẽ nó đã di chuyển zigzag theo hướng vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo

  • Không có PNG hay JPG sao? Những ảnh vũ trụ kiểu này rất hợp làm hình nền, nhưng ngày càng nhiều nơi chỉ hiển thị chúng trong mấy gallery kỳ lạ chỉ để phóng to nhúng trong trang web

  • Nếu chiếu cái này lên Las Vegas Sphere thì có vẻ sẽ là một cách ứng dụng thú vị