Một nghiên cứu mới gợi ý rằng hoạt động của Mặt Trời có khả năng sẽ đạt đỉnh vào năm tới.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Vũ trụ Xuất sắc Ấn Độ thuộc IISER Kolkata đã phát hiện ra một mối liên hệ mới giữa từ trường của Mặt Trời và chu kỳ vết đen Mặt Trời, giúp dự đoán thời điểm đỉnh điểm của hoạt động Mặt Trời sẽ xảy ra. Nghiên cứu của họ chỉ ra rằng cường độ cực đại của chu kỳ Mặt Trời 25 – chu kỳ vết đen đang diễn ra – đang đến rất gần và nhiều khả năng sẽ xuất hiện trong vòng một năm tới. Công trình nghiên cứu mới này vừa được xuất bản trên Tạp chí Thông báo Hàng tháng của Hội Thiên văn học Hoàng gia: Thư gửi (MNRAS: Letters).
Mặt Trời của chúng ta được cấu tạo từ khí ion hóa nóng chảy gọi là plasma. Các dòng chảy plasma khổng lồ kết hợp với hiện tượng đối lưu tạo ra các từ trường bên trong Mặt Trời, biểu hiện trên bề mặt dưới dạng các điểm tối. Những vết đen Mặt Trời này có kích thước tương đương Trái Đất và là nơi tập trung từ tính cực mạnh, gấp khoảng 10.000 lần từ trường Trái Đất.
Đôi khi, từ trường tại các vết đen Mặt Trời bị biến động dữ dội, dẫn đến sự bùng phát của các cơn bão từ Mặt Trời như bão lóe (flares) hoặc các cú phun trào khối lượng cực màng (CME). Những cơn bão này giải phóng bức xạ năng lượng cao và phóng vào không gian vũ trụ lượng lớn plasma bị nhiễm từ. Khi hướng về phía Trái Đất, các trận bão từ mạnh nhất có thể gây thiệt hại nghiêm trọng cho vệ tinh đang hoạt động trên quỹ đạo, mạng lưới điện và hệ thống viễn thông.
Hàng thế kỷ quan sát bắt đầu từ đầu những năm 1600 cho thấy số lượng vết đen quan sát được trên Mặt Trời biến đổi theo chu kỳ. Cứ khoảng 11 năm một lần, số lượng vết đen và cường độ hoạt động của Mặt Trời lại đạt đỉnh — thời điểm dự kiến xảy ra những nhiễu động dữ dội nhất trong môi trường không gian quanh các hành tinh (thời tiết vũ trụ). Tuy nhiên, việc dự đoán chính xác thời điểm đỉnh điểm này xảy ra vẫn là một thách thức lớn.
Chu kỳ Mặt Trời được tạo ra bởi cơ chế dynamo chạy bằng năng lượng từ các dòng plasma bên trong Mặt Trời. Cơ chế này bao gồm hai thành phần từ trường chính: một thành phần biểu hiện qua chu kỳ vết đen và thành phần còn lại biểu hiện qua sự tái tạo từ trường lưỡng cực quy mô lớn của Mặt Trời (tương tự như từ trường Trái Đất, kéo dài từ cực này sang cực khác). Cùng với chu kỳ vết đen, từ trường lưỡng cực của Mặt Trời cũng được ghi nhận tăng giảm theo thời gian, với các cực từ Bắc và Nam đổi chỗ cho nhau sau mỗi 11 năm.
Vào năm 1935, nhà thiên văn học người Thụy Sĩ Max Waldmeier phát hiện ra rằng tốc độ gia tăng của một chu kỳ vết đen càng nhanh thì cường độ của nó càng mạnh. Do đó, các chu kỳ mạnh hơn sẽ mất ít thời gian hơn để đạt đến cường độ đỉnh. Mối quan hệ này thường được sử dụng để dự báo cường độ của chu kỳ vết đen dựa trên quan sát ở giai đoạn gia tăng ban đầu.
Trong bài báo nghiên cứu đăng trên MNRAS Letters, các nhà khoa học Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha và Dibyendu Nandy thuộc IISER Kolkata đã báo cáo về việc phát hiện ra một quy luật mới: tốc độ suy giảm từ trường lưỡng cực của Mặt Trời cũng có mối liên hệ với tốc độ gia tăng của chu kỳ vết đen đang diễn ra.
Sử dụng dữ liệu lưu trữ nhiều thập kỷ từ các đài quan sát Mặt Trời trên khắp thế giới, phát hiện này bổ sung cho hiệu ứng Waldmeier, kết nối hai thành phần từ trường chính của Mặt Trời và củng cố lý thuyết cho rằng sự tiến hóa của vết đen là một phần không thể tách rời trong quá trình hoạt động của cơ chế dynamo Mặt Trời, chứ không đơn thuần là một triệu chứng bề ngoài.
Các nhà khoa học đã chứng minh cách kết hợp hiệu quả việc quan sát tốc độ suy giảm từ trường lưỡng cực với dữ liệu vết đen Mặt Trời để dự đoán thời điểm chu kỳ hiện tại đạt đỉnh. Phân tích của họ gợi ý rằng thời điểm cực đại của Chu kỳ Mặt Trời 25 rất có thể rơi vào đầu năm 2024, với khoảng thời gian dao động ước tính kéo dài đến tháng 9/2024.
Với phát hiện mới này, một cánh cửa mới đã mở ra trong việc dự báo thời điểm đỉnh điểm của các chu kỳ Mặt Trời — khoảng thời gian dự kiến sẽ xuất hiện những hoạt động dữ dội nhất và các nhiễu động thời tiết vũ trụ thường xuyên nhất.