Mỗi ngày chúng ta được hưởng lợi
từ bản chất nhất quán của Mặt trời.
Mặt trời mọc và lặn, và trái đất của chúng ta được tắm
trong năng lượng liên tục và bền vững của nó.
Sự tồn tại của sự sống phụ thuộc vào ánh sáng
mà Trái Đất nhận được, và các thông số
cân xứng chính xác về kích thước, nhiệt độ, khoảng cách
và khối lượng của Mặt Trời, tất cả chúng đều rất quan trọng
đến mối quan hệ Mặt Trời-Trái Đất.
Đầu tiên, về kích thước vật lý của nó, Mặt trời
cho đến nay là vật thể lớn nhất trong Hệ Mặt Trời.
Mặt trời rộng hơn khoảng 10 lần so với
Sao Mộc và rộng hơn Trái Đất khoảng 100 lần.
Kích lượng của nó có thể chứa
khoảng một triệu Trái Đất.
Mặt Trời cũng là một vật thể có khối lượng lớn.
Nếu bạn cộng tất cả khối lượng của
mọi vật thể trong Hệ Mặt trời với nhau–
các hành tinh đất, các hành tí khí khổng lồ,
các hành tinh lùn, tất cả các mặt trăng, thiên thạch,
sao chổi–Mặt trời vẫn còn đồ sộ hơn rất nhiều.
Trên thực tế, Mặt Trời chứa 99,866% tất cả
khối lượng trong Hệ Mặt trời của chúng ta.
Là vật thể nặng nhất, Mặt Trời hoạt động
như một “mỏ neo trọng lực” giữ tất cả
các hành tinh và hành tinh lùn và các vật thể trong
quỹ đạo tương ứng của chúng.
Từ góc nhìn của chúng ta trên Trái đất, Mặt Trời xuất hiện
như một đĩa màu vàng sáng.
Một phần của Mặt Trời mà chúng ta có thể nhìn thấy tỏa sáng
rực rỡ như vậy gọi là quang quyển.
Lớp này thường được mô tả là lớp mặt có thể nhìn thấy
của Mặt Trời vì nó là lớp mờ đục ở ngoài cùng,
hạn chế tầm nhìn của chúng ta với
các lớp sâu hơn của Mặt Trời.
Trong khi chúng ta dùng thuật ngữ “bề mặt,” chúng ta đang
không nói Mặt trời là rắn, đúng hơn thì Mặt trời
được cấu tạo chủ yếu từ khí hydro và một số
khi helium ở trạng thái năng lượng rất cao
của vật chất gọi là plasma.
Quang quyển có nhiệt độ khoảng 5500 độ C
và phát ra ánh sáng có thể nhìn thấy rõ ràng.
Nếu bạn chụp ảnh Mặt trời, hình ảnh của bạn sẽ là
một quả bóng hơi vàng và hầu như không có đường nét.
(Nhưng hãy nhớ đừng nhìn thẳng vào
Mặt Trời mà không có bảo vệ đặc biệt.)
Mặt trời phát ra tất cả các màu của ánh sáng khả kiến
- đỏ, cam, vàng, lục, lam, và tím violet.
Nếu tất cả các màu này được phát ra như nhau,
Mặt trời sẽ có một màu trắng sáng.
Nhưng thay vào đó, Mặt trời có màu vàng vì
các đỉnh cao bước sóng của nó đến từ dãy màu vàng.
Quang phổ của ánh sáng Mặt Trời
mà Trái Đất nhận được là phù hợp để sự sống phát triển.
Ánh sáng khả kiến của Mặt Trời đạt đỉnh
trong vùng vàng-xanh lá của bước sóng.
Quang phổ Mặt trời bao phủ hiệu quả
các bước sóng chính cần thiết cho quang hợp.
Sự hấp thụ các bước sóng cụ thể của
ánh sáng mặt trời cung cấp năng lượng cho
quá trình duy trì sự sống, rất quan trọng
của hành tinh chúng ta.
Trái đất sẽ không thể hỗ trợ nhân loại
và sự phong phú của tất cả sự sống khác,
nếu quá trình quang hợp duy nhất này đã
không hoạt động và tiến triển ở mức độ hiệu quả của nó.
Hãy nhớ rằng, ánh sáng khả kiến mà bạn đang nhìn thấy
chỉ là một phần nhỏ của quang phổ đầy đủ
được phát ra bởi Mặt Trời.
Ánh sáng khả kiến chỉ là một phạm vi năng lượng
bức xạ cụ thể trong quang phổ điện từ đầy đủ.
Mỗi ngày chúng ta gặp phải và thậm chí sử dụng nhiều
phạm vi năng lượng khác, từ việc nghe cho đến
đài phát thanh, đến nổ bỏng ngô trong lò vi sóng
đến các cảm biến chuyển động hồng ngoại
trong nhà, hoặc chụp ảnh X-quang gãy xương.
Mặt trời thực sự tỏa ra những lượng khác nhau
của tất cả những năng lượng này.
Lượng năng lượng mà Trái Đất nhận được từ
Mặt Trời xấp xỉ 1400 Watts trên
mỗi mét vuông bề mặt của chúng tôi.
Nó kiên định đến mức được gọi là
là “hằng số mặt trời.”
Các khía cạnh về thiết kế Mặt Trời có thể được nhìn thấy
trong bản chất nhất quán của nó: cả trong vai trò của nó
như một mỏ neo lực hút cho Hệ Mặt Trời
bao gồm cả quỹ đạo ổn định của Trái đất,
và cả trong vai trò là nguồn liên tục cho
năng lượng duy trì sự sống của Trái đất.
Nhưng Mặt trời không yên tĩnh.
Nó cũng có một bản chất năng động.
Và bản chất năng động của Mặt trời hình thành một
quan điểm về sự phức tạp và thiết kế của nó.
Bề mặt của Mặt trời không ngừng khuấy động
giống như một nồi nước sôi, các cột lớn
của vật chất vọt lên từ phía bên trong nóng hổi
trong khi vùng mát hơn thì chìm xuống.
Chuyển động đối lưu này tạo ra sự kết hạt,
một hiệu ứng nhìn thấy ở quy mô nhỏ
bên trong quang quyển nơi có các cấu trúc
giống như tế bào—hoặc dạng hạt
với vật chất nóng được bao quanh
bởi ranh giới mát mẻ hơn.
Mặc dù chúng ta thường chỉ biết đến Mặt Trời
không thay đổi từ ngày này sang ngày khác,
Mặt trời thực sự có rất nhiều hoạt động
từ các vết đen cho đến các vụ nổ lớn.
Các vết đen là những vùng tối lớn
trên bề mặt của Mặt trời.
Chúng hình thành do từ trường cực mạnh của Mặt trời.
Các nhiễu loạn khiến vật chất bề mặt
trong khu vực đó hơi mát và trở nên
tối hơn tương phản với phần còn lại
của vật chất quang quyển.
Phần bên trong của một vết đen vẫn còn vô cùng
nóng–chỉ mát hơn vài nghìn độ so với
phần còn lại của môi trường xung quanh.
Số lượng các vết đen mặt trời có thể nhìn thấy
dao động thông qua một chu kỳ mặt trời.
Chu kỳ này theo một dao động 11 năm
từ thời kỳ ít hoạt động– năng lượng mặt trời tối thiểu–
qua một thời kỳ hoạt động cao– năng lượng
mặt trời cực đại –và sau đó quay trở lại
thời kỳ tối thiểu.
Trong thời kỳ năng lượng cực đại, có thể có
hàng trăm vết đen mặt trời.
Và các vết đen thường là tiền thân của đa dạng
các đặc điểm hoạt động khác.
Sự bùng nổ của vật liệu khí, nóng có thể xảy ra
từ các vùng vết đen mặt trời bị xáo trộn từ tính,
mở rộng đến hàng ngàn dặm trên bề mặt,
hình thành các điểm nổi bật, các sợi, các vành nhật hoa,
các cột sáng vành nhật hoa và thậm chí cả các
vụ phun trào hàng loạt vành nhật hoa.
Những đặc điểm mở rộng ra bên ngoài lớn hơn này
xảy ra phía trên quang quyển,
trong bầu khí quyển phía trên
ít dày đặc hơn của Mặt Trời.
Các điểm nổi bật và các sợi là hai đặc điểm
chủ yếu được nhìn thấy trong sắc quyển, và về cơ bản
chúng là cùng một đặc điểm được nhìn thấy
từ trực diện hoặc ở một góc.
Các điểm nổi bật có thể xuất hiện như sự bùng nổ đột ngột
của vật chất cuộn vòng ra khỏi mặt của Mặt trời.
Đường vòng mà vật liệu tạo thành đi theo
một phần bị biến dạng mạnh của từ trường.
Có cấu trúc tương tự như các điểm nổi bật,
các vòng cuộn vành hoa là phần mở rộng lớn hơn
của vật chất bị đốt nóng chạy theo đường sức từ
mở rộng ra ngoài lớp khí quyển của Mặt trời
được gọi là Corona (vàng hoa).
Thật ngạc nhiên, lớp khí quyển bên ngoài này đạt tới
nhiệt độ từ 1 đến 2 triệu K,
bị đun siêu nóng bởi gió mặt trời và các cơn bão từ.
Đôi khi chúng ta dùng thuật ngữ “thời tiết không gian”
để mô tả các dao động và thay đổi khác nhau
trong không gian, đặc biệt là
ảnh hưởng đến chúng ta ở đây, trên Trái đất.
Hầu hết những biến động này bắt nguồn từ
bản chất hoạt động của Mặt trời.
Cơ chế thúc đẩy xảy ra các sự kiện thời tiết
không gian là một tính năng được gọi là
gió mặt trời.
Trong khi không gian trong Hệ Mặt Trời của chúng ta là
gần chân không, thì có một dòng chảy liên tục
của các hạt phát ra từ Mặt trời và điều này
tạo thành cái mà chúng ta gọi là “gió mặt trời,”
một cơn gió liên tục của các hạt di chuyển
với tốc độ đáng kinh ngạc 1 đến 2 triệu dặm/giờ.
Tuy nhiên, các giai đoạn thời tiết không gian khắc nghiệt
xảy ra bất cứ khi nào có vụ bùng nổ khối coronal
–hay CME–xảy ra trên Mặt trời.
CME là sự bùng nổ tập trung của vật chất
năng lượng cao bị đẩy ra khỏi Mặt Trời
trong những phun trào lửa mặt trời.
Nếu một sự kiện như vậy xảy ra theo hướng
về phía Trái đất, thì chúng ta được tắm theo đúng nghĩa đen
hàng trăm triệu tấn hạt tích điện.
Mặc dù Mặt trời có thể hoạt động mạnh, có thể gây ra
điều kiện thời tiết không gian khắc nghiệt,
nhưng bản chất năng động của nó thực sự giúp chứng minh
hành tinh của ta thực sự được ưu đãi như thế nào.
Chúng ta sống hàng ngày với rất ít tác động
gây chú ý vào cuộc sống của chúng ta.
Và một số hậu quả dễ quan sát nhất với hoạt động
năng lượng mặt trời mãnh liệt này,
Là ánh sáng cực quang tuyệt đẹp nhảy múa
trên bầu trời gần vùng cực của Trái đất,
tàn dư của các vụ phun trào năng lượng mặt trời lớn
đã bị chệch hướng an toàn bởi từ trường của Trái đất.
Tuy nhiên, một vài hạt này đã bị kéo xoắn ốc xuống
và tương tác với các nguyên tử
trong tầng điện ly của chúng ta
giải phóng sự bùng phát ánh sáng có thể thấy được.
Các lớp bảo vệ an toàn của Trái Đất
được thiết kế phù hợp với bản chất của Mặt trời
để cung cấp những gì cần thiết cho sự tồn tại của nhân loại.
Dịch giả: Quý Hoàng.
