Tàu thăm dò của NASA lần đầu tiên bay qua khí quyển Mặt trời

Được phóng vào năm 2018, tàu thăm dò Parker đã 7 lần bay qua Mặt trời trước khi tiến vào bầu khí quyển của Mặt trời (còn gọi là vành nhật hoa) trong lần bay thứ 8 vào ngày 28.4.2021.

Kết quả của chuyến bay vừa mới được báo cáo tại cuộc họp thường niên của Liên minh Địa vật lý Mỹ (AGU), tổ chức ngày 14.12 vừa qua. Theo đó, tàu Parker đã thực hiện tổng cộng 3 chuyến vào bầu khí quyển của Mặt trời, một trong số đó kéo dài tới 5 giờ.

Ở phần trên của bầu khí quyển Mặt trời, nơi nhiệt độ trung bình khoảng 2 triệu độ F (1 triệu độ C) - nóng hơn bề mặt phát sáng của Mặt trời (chỉ khoảng 5.500 độ C) - tàu vũ trụ đã thu thập các hạt khí quyển vào một dụng cụ đặc biệt có tên là Solar Probe Cup. Các nhà khoa học cho biết việc đi vào và lấy mẫu bầu khí quyển của Mặt trời, Parker Solar Probe đã đạt được một thành tựu khoa học tương tự như việc hạ cánh lên Mặt trăng.

“Hãy tưởng tượng bạn đang ngồi trên bãi biển, nhìn chằm chằm vào đại dương và tự hỏi điều gì nằm bên dưới bề mặt. Về cơ bản, đây là điều mà các nhà khoa học đã làm trong nhiều thập kỷ. Họ luôn tự hỏi những bí ẩn nào nằm trong vành nhật hoa của Mặt trời”, Nicola Fox, Giám đốc Bộ phận khoa học vật lý Mặt trời của NASA cho biết.

Parker Solar Probe đã được phát triển để nghiên cứu Mặt trời từ khoảng cách gần hơn bất kỳ tàu thăm dò trước đó. Nó có thể tồn tại được nhờ tấm chắn nhiệt làm bằng vật liệu carbon-composite tiên tiến có thể chịu nhiệt độ lên tới 2.500 độ F (khoảng 1.377 độ C).

Điều này có tác dụng cắt ngang sức nóng của Mặt trời, giống như cách một chiếc xe đua phá vỡ vùng không khí phía trước và tạo ra một luồng gió phía sau. Trong không gian phía sau xe đua, một chiếc xe khác gặp ít sức cản của gió hơn và thực sự có thể tăng tốc nhanh hơn so với khi nó ở phía trước.

Tương tự như vậy với Parker Solar Probe, tấm chắn nhiệt của nó đẩy nhiệt ra xa, để lại đầu dò và các thiết bị đằng sau nó có thể trải qua một nhiệt độ dễ chấp nhận hơn nhiều, cho phép chúng không bị tan chảy vì sức nóng.

Được biết, các luồng gió Mặt trời vô cùng mạnh mẽ, được tạo thành từ dòng plasma và các hạt năng lượng cao sinh ra trong vành nhật hoa, nhưng hầu hết bị giữ lại bởi từ trường. Điều này đã làm hạn chế các vụ nổ plasma bắn ra từ bề mặt của ngôi sao lớn nhất trong hệ Mặt trời.

Tuy nhiên khi luồng gió Mặt trời vượt quá một tốc độ nhất định và vượt qua bầu khí quyển, một vị trí được gọi là điểm Alfvén, chúng có thể thoát ra khỏi các giới hạn từ trường. Tuy nhiên trong suốt hàng thế kỷ, các nhà khoa học vẫn chưa thể biết chính xác rằng điểm đó nằm ở đâu.

Với thành tựu của mình, tàu thám hiểm Parker đã chính thức trả lời cho câu hỏi này. Các ước tính trước đây dựa trên các hình ảnh từ xa của vành nhật hoa đã dự đoán rằng điểm Alfvén sẽ được tìm thấy cách bề mặt Mặt trời khoảng 6,9 triệu đến 13,8 triệu km. Parker phát hiện những điều kiện đó vào ngày 28.4, ở khoảng cách khoảng 13 triệu km so với Mặt trời.

Ngoài ra, những dữ liệu được tàu Parker thu thập trong vành nhật hoa cũng sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về lực chuyển động tạo ra lượng năng lượng khổng lồ. Đây có thể là một bước nhảy vọt khổng lồ cho ngành khoa học năng lượng mặt trời, khi nhân loại tìm ra nguồn gốc đã cung cấp năng lượng cho Mặt trời và các ngôi sao khác nằm trong hệ thiên hà nơi chúng ta sinh sống.