Khác biệt giữa các bản “Gió Mặt Trời”

n
Robot: Sửa đổi hướng
n (Bot: Di chuyển 64 liên kết ngôn ngữ đến Wikidata tại d:q79833 Addbot)
n (Robot: Sửa đổi hướng)
'''Gió Mặt Trời''' là một luồng hạt điện tích giải phóng từ [[Vành nhật hoa|vùng thượng quyển]] của [[Mặt Trời]]. Khi gió này được phát ra từ những ngôi sao khác với [[Mặt Trời]] của chúng ta thì nó còn được gọi là '''[[gió sao]]'''.
 
Gió Mặt Trời mang các hạt [[electron]] và [[proton]] ở năng lượng cao, khoảng 500 K[[eV]], vì thế chúng có khả năng thoát ra khỏi [[tương tác hấp dẫn|lực hấp dẫn]] của các ngôi sao nhờ năng lượng nhiệt cao này. Nhiều hiện tượng có thể được giải thích bằng gió Mặt Trời, trong đó bao gồm: [[bão từ]], khi dòng hạt mang điện này tác dụng lên các đường cảm ứng từ của [[Trái Đất]]; hiện tượng [[cực quang]], được sinh ra khi các hạt trong gió Mặt Trời tương tác với từ trường của các [[hành tinh]] và tạo nên các màu sắc đặc trưng ở ban đêm trên bầu trời; lời giải thích tại sao đuôi của các [[sao chổi]] luôn luôn hướng ra ngoài Mặt Trời; cùng với sự hình thành của các ngôi sao ở khoảng cách xa.
 
== Lịch sử ==
Vì không đồng tình với quan điểm của Parker về việc cho rằng gió Mặt Trời có cường độ mạnh, nên 2 bài báo của ông gửi đến tạp chí ''[[Astrophysical Journal]]'' năm [[1958]] đã không được đăng. Tuy nhiên nó vẫn được [[Subrahmanyan Chandrasekhar]], [[giải Nobel Vật lý]] năm [[1983]], lưu giữ lại.
 
Tháng 1 năm [[1959]], lần đầu tiên các quan sát và tính toán về cường độ của gió Mặt Trời đã được [[vệ tinh|vệ tinh nhân tạo]] [[Luna 1]] của [[Liên Xô]] thu thập và thực hiện. Tuy nhiên, việc có tăng gia tốc của các luồng gió mạnh đã không được giải thích hoàn toàn bằng lý thuyết của Parker.
 
Những năm cuối của [[thập niên 1990]], máy đo phổ cực tím vòng (''Ultraviolet Coronagraph Spectrometer'' - UVCS) trên [[thiết bị vũ trụ|tàu vũ trụ]] quan sát Mặt Trời (''Solar and Heliospheric Observatory'' - SOHO) đã phát hiện thấy các vùng tăng gia tốc của gió Mặt Trời mạnh bắt nguồn từ các cực của Mặt Trời, và chỉ ra rằng gia tốc của gió lớn hơn so với các tính toán về dự giãn nở nhiệt động lực học đơn thuần. Mô hình của Parker dự đoán rằng gió Mặt Trời sẽ tạo ra các bước chuyển tiếp từ các dòng vượt âm (''supersonic'') tại độ cao vào khoảng 4 lần bán kính của Mặt Trời trên quyển sáng (''photosphere''). Tuy nhiên, điểm chuyển tiếp này nay đã hạ xuống thấp hơn nhiều, chỉ vào khoảng 1 bán kính Mặt Trời trên quyển sáng, điều này dẫn đến những cơ chế khác đã làm tăng gia tốc cho gió Mặt Trời.
 
== Đặc điểm ==
[[Tập tin:Voyager 1 entering heliosheath region.jpg|nhỏ|phải|350px|[[Plasma]] trong gió Mặt Trời gặp [[heliopause]]]]
Trong [[hệ Mặt Trời]], các thành phần của gió Mặt Trời là tương đồng với các thành phần trong cực quang của Mặt Trời, ở đó có 73% là [[hiđrô]] ion hóa, 25% là [[heli]] ion hóa, phần còn lại là các [[ion]] tạp chất. Trong khi thành phần của một plasma có, 95% là các hiđrô ion bậc 1, 4% là heli ion bậc 2, và 0,5% là các ion phụ khác. Thành phần chính xác của gió Mặt Trời khó được tính toán, đó là do ảnh hượng của hiện tượng dao động (''fluctuation'') diện rộng. Một mẫu thử đã được tàu [[Sách Sáng Thế|Genesis]] mang về Trái Đất năm 2004 để được xét nghiệm, nhưng tàu này đã bị nổ khi vào trong tầng [[khí quyển]] của Trái Đất. Cũng có khả năng cho rằng mẫu thí nghiệm Mặt Trời này đã ảnh hưởng đến hoạt động của tàu.
 
Khi đến gần Trái Đất, vận tốc của gió Mặt Trời biến đổi trong khoảng 200–889&nbsp;km/s, vận tốc trung bình là vào khoảng 450&nbsp;km/s. Xấp xỉ 1 × 10<sup>9</sup> kg/s vật chất của Mặt Trời bị mất qua sự giải phóng gió Mặt Trời, và có khoảng một phần năm trong số đó là do hiện tượng [[fussion]], tương tương với khoẳng 4,5 Tg (hay 4,5 × 10<sup>9</sup> kg) khối lượng chuyển sang năng lượng mỗi giây. Khối lượng tiêu hao này tương tương với một đồi đá cao 125 m trên mặt đất, trên một giây, và với tốc độ này, thì Mặt trời sẽ ngừng hoạt động sau khi tiêu hao hết lượng vật chất của nó vào khoảng 1 × 10<sup>13</sup> năm. Tuy nhiên, những hiểu biết của chúng ta về sự hình thành của các ngôi sao chỉ ra rằng gió Mặt Trời hiện tại đã mạnh hơn so với trong quá khứ xa, vào khoảng 1000 lần, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến lịch sử của các khí quyển các hành tinh, trong đó có [[khí quyển Sao Hỏa|khí quyển sao Hỏa]].
 
Khi gió Mặt Trời trở thành một plasma, thì nó sẽ mang các đặc tính của một plasma hơn là một khí đơn giản. Ví dụ, nó dẫn điện rất tốt vì thế các đường [[sức từ]] từ Mặt Trời được mang theo cùng với gió này. Áp suất động của gió chi phối [[áp suất từ]] trong cả hệ Mặt Trời vì thế [[từ trường]] bị đẩy theo [[đường xoắn ốc Archimedes]] bằng việc kết hợp chuyển động hướng ngoại và quy của Mặt Trời. Phụ thuộc vào bán cầu và pha của chu kỳ Mặt Trời, các trường xoắn ốc từ trường sẽ đi vào hoặc đi ra, từ trường sẽ đi theo hình dạng xoắn ốc này trên các phần của cực bắc và cực nam của bán cầu, nhưng với chiều ngược lại. Hai vùng từ này được phân chia bởi một mặt phẳng điện helio (dòng điện được tạo ra trên một mặt cong). Mặt helio này có hình dạng gần giống với mẫu hoa soắn trên áo của diễn viên múa [[múa Ba Lê|balê]] (''ballet''), và hình dạng của nó thay đổi theo chu kỳ của Mặt Trời, mỗi khi từ trường của Mặt Trời thay đổi, vào khoảng 11 năm Trái Đất.
 
Gió mặt trời được thổi ra đến ranh giới [[hệ Mặt Trời]] rồi trộn lẫn với khí giữa các [[sao|ngôi sao]]. Tàu vũ trụ [[Pioneer 10]], phóng vào [[1972]], đi tới [[Sao Mộc|Mộc Tinh]] và [[Sao Thổ|Thổ Tinh]] và tàu [[Voyager 1]] hiện ở cách [[Mặt Trời]] 70 [[đơn vị thiên văn|đ.v.t.v]] đều ghi nhận gió mặt trời đang thổi qua chúng.
== Ảnh hưởng ==
[[Tập tin:Magnetosphere rendition.jpg|nhỏ|phải|400px|Các hạt từ gió Mặt Trời tiếp xúc với [[từ quyển]] của Trái Đất]]
#Từ trường này ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên.
#Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra một dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ trường của Trái Đất (theo [[định luật Lenz]]).
#Dòng điện cảm ứng này có thể đạt cường độ hàng triệu [[ampereampe]]re chuyển động vòng quanh Trái Đất và gây ra một từ trường rất lớn tác dụng lên từ trường Trái Đất.
#Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên và kim la bàn dao động mạnh.
 
{{bài chính|Cực quang}}
[[Tập tin:Polarlicht.jpg|nhỏ|phải|300px|Cực quang Borealis]]
Cực quang xuất hiện là do các hạt mang điện trong luồng vật chất từ Mặt Trời phóng tới hành tinh, khi các hạt này tiếp xúc với từ trường của hành tinh thì chúng bị đổi hướng do tác dụng của [[tương tác điện từ|lực Lorentz]]. Lực này làm cho các hạt chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc dọc theo đường cảm ứng từ của hành tinh. Tại hai cực các đường cảm ứng từ hội tụ lại và làm cho các hạt mang điện theo đó đi sâu vào khí quyển của hành tinh.
 
Khi đi sâu vào khí quyển các hạt mang điện va chạm với các [[phân tử]], [[nguyên tử]] trong khí quyển hành tinh và kích thích các phân tử này phát sáng. Do thành phần khí quyển hành tinh chứa nhiều khí khác nhau, khi bị kích thích mỗi loại khí phát ra ánh sáng có bước sóng khác nhau, tức là nhiều màu sắc khác nhau do đó tạo ra nhiều dải sáng với nhiều màu sắc trên bầu trời ở hai cực.
 
=== Ảnh hưởng đến động vật ===
Một trong những dấu hiện rõ ràng nhất của việc từ trường ảnh hướng đến động vật đã được quan sát, như là một khám phá quan trọng trong khoa học đó là vào [[mùa thu]] năm [[1957]], khi [[Hans Fromme]], một nhà nghiên cứu tại viện động vật [[Frankfurt am Main|Frankfurt]], [[Đức]] thấy rằng một số con chim cổ đỏ châu Âu mà ông đã giữ trong lồng chạy nhảy một cách không ngừng và dồn về phía Nam của chiếc lồng. Không có điều gì lạ thường ở đây: nó chỉ được xem như một sự cạnh tranh trong quá trình di cư của các con chim, như việc các con chim này thường bay về [[Tây Ban Nha]] để lánh động vậy.
 
Điều ngạc nhiên là ở chỗ các con chim này được giữ ở trông lồng, nơi mà chúng không thể quan sát thấy được các vùng đất, hay các dòng đối lưu, không thể thấy Mặt Trời hay các ngôi sao, vậy sao chúng có thể định hướng được? Và Fromme đã nghĩ ngay đến việc, chính từ trường của Trái Đất đã tác động đến các con chim cổ đỏ này, giúp chúng định hướng được đâu là phía Nam, đâu là hướng Bắc.
 
Một loạt các nghiên cứu sau đó được thực hiện bởi Fromme và một số nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng động vật có khả năng nhận biết các thay đổi của từ trường. Động vật hay như những con [[chuột đồng]], [[kỳ giông]], [[bộ Sẻ|chim sẻ]], [[cá hồi]], [[tôm hùm]], và cả [[vi sinh vật]] nữa, đều có thể cảm nhận được từ trường.
 
Câu hỏi đặt ra là làm sao chúng ta biết được các thực thể sống có khả này? Một phương pháp tiêu chuẩn để kiểm tra đó là ném một quả bóng từ đến con vật cần được thí nghiệm. Ví dụ, muốn thí nghiệm một con chuột chũi, một nhóm nghiên cứu từ trường tại [[Tel Aviv]] đã xây dựng một [[mê cung]] có khả năng thay đổi từ trường. Sau đó họ kiểm tra với 2 nhóm chuột khác nhau, một nhóm trong từ trường, và nhóm còn lại ở một pha lệch 180°Của từ trường đó, để xem liệu chúng có định hướng được ổ và khoang chứa thức ăn của chúng hay không. Kết quả, một nhóm chuột luôn xây dựng các ổ và khu lưu trữ ở phía nam của mê cung, nhóm chuột còn lại thì tạo các khoang ở phía bắc.
 
==== Tàu thăm dò Ulysses ====
Ulysses là [[thiết bị vũ trụ|tàu vũ trụ]] được thiết kế để phục vụ cho việc khám phá các vùng không gian chưa được biết đến trên cực bắc và cực nam của Mặt Trời. Ulysses là kết quả của sự hợp tác giữa [[Cơ quan vũ trụ Châu Âu|Cơ quan Vũ trụ châu Âu]] (''European Space Agency'', ESA) và [[Cục Không gian và Vũ trụ Hoa Kỳ]] (NASA). ESA có nhiệm vụ thiết kế tàu vũ trụ cùng với tập huấn đội ngũ điều khiển tàu dưới mặt đất. NASA có nhiệt vụ phóng tàu, bằng [[tàu con thoi]] Discovery tháng 10 năm [[1990]], và chịu trách nhiệm thông tin cũng như thu thập dự liệu của toàn bộ phi vụ. Tàu thăm dò Ulysses bay tới [[sao Mộc]] tháng 2 năm [[1992]], nhưng đó chỉ là một bước nghỉ chuyển tiếp trước khi đi vào [[quỹ đạo]] của Mặt Trời. Sứ mệnh của Ulysse là nghiên cứu từ trường của Mặt Trời, dòng plasma gió Mặt Trời và tia vũ trụ thoát ra từ Mặt Trời. Có tất cả 12 thiết bị được đặt trên tàu thăm dò Ulysses để giúp cho các nhà khoa học thu thập các dữ liệu cần thiết.
 
[[Tập tin:Ulysses spacecraft.jpg|nhỏ|phải|350px|Tàu thăm dò Ulysses]]
*[[Định luật Lenz]]: Định luật Lenz cho biết hướng của lực điện động sinh ra bởi cảm ứng điện từ, và được phát biểu như sau:
**Lực điện động bởi cảm ứng điện từ trong một mạch điện luôn theo một hướng sao cho dòng điện nó tạo ra chạy trong mạch đó gây nên một từ trường chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó.
*[[Tương tác điện từ|Lực Lorentz]]: là lực tác dụng lên hạt mang điện tích chuyển động trong điện-từ trường.
*[[Shock front]]: [[Mũi sóng]]. Hoạt động như lớp đệm sóng, có tác dụng tạo nên các gồ sóng. Ở đây, dòng vật chất cực quang di chuyển cùng với gió mặt trời, và tạo thành các gồ sóng, phía trước gió mặt trời, vì vận tốc di chuyển của vật chất cực quang nhanh hơn vận tốc di chuyển của dòng hạt điện tích.
 
986.568

lần sửa đổi