Để hiểu rõ hơn về máy phát điện mặt trời, việc nghiên cứu các cực mặt trời là bắt buộc, tuy nhiên mọi quan sát về Mặt trời cho đến nay đều được thực hiện từ xích đạo mặt trời. Không thể chụp ảnh các cực mặt trời do tầm nhìn hạn chế từ mặt phẳng hoàng đạo. Gần đây, quỹ đạo của tàu vũ trụ "Solar Orbiter" đã nghiêng thành công 17° dưới đường xích đạo của Mặt trời, cho phép tàu thăm dò chụp những hình ảnh đầu tiên về cực nam của Mặt trời trong quá trình bay ngang qua Mặt trời vào tháng 2025 năm XNUMX tại thời điểm Mặt trời đang ở trạng thái cực đại của chu kỳ mặt trời hiện tại và khi từ trường của nó đang trải qua quá trình đảo ngược cực. Phân tích các kết quả hiện tại và các nghiên cứu sâu hơn về các vùng cực của Mặt trời trong tương lai từ các quỹ đạo nghiêng sẽ giúp hiểu rõ hơn về gió mặt trời để dự đoán chính xác thời tiết vũ trụ.
Dynamo thường được coi là một thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện, tuy nhiên nó cũng có nghĩa là máy phát từ trường. Trong thiên văn học, nó đề cập đến cách các thiên thể như Trái Đất hoặc Mặt Trời tạo ra từ trường của chúng. Trong trường hợp của Trái Đất, dòng chảy liên tục của sắt lỏng bên trong lõi ngoài của nó tạo ra từ trường bảo vệ các dạng sống và cơ sở hạ tầng kỹ thuật khỏi các cơn gió mặt trời ion hóa mạnh. Từ trường của Trái Đất trải qua sự đảo ngược cực sau khoảng thời gian trung bình khoảng 300,000 năm khi các cực bắc và nam từ hoán đổi vị trí. Sự đảo ngược cực từ cuối cùng ở Trái Đất diễn ra cách đây khoảng 780,000 năm.
Từ trường của Mặt trời mạnh hơn nhiều và năng động hơn vì nó là một quả cầu plasma lớn đang khuấy động. Các chuyển động của khí tích điện nóng bên trong lõi, đặc biệt là từ vùng đối lưu đến quang quyển tạo ra từ trường mạnh, không giống như từ trường của Trái đất, thay đổi đáng kể theo chu kỳ trong vài năm, biểu hiện chu kỳ vết đen Mặt trời và đảo ngược cực từ định kỳ cứ sau 11 năm. Những thay đổi này quyết định gió Mặt trời và thời tiết vũ trụ có tác động rất lớn đến các dạng sống và cơ sở hạ tầng công nghệ trên Trái đất, do đó cần phải hiểu rõ hơn về máy phát điện Mặt trời.
Để hiểu rõ hơn về máy phát điện mặt trời, cần phải quan sát các cực mặt trời thông qua quang phổ và phân cực kế. Tuy nhiên, cho đến nay, các cực mặt trời chưa bao giờ được quan sát do tầm nhìn hạn chế đối với các tàu thăm dò không gian được đặt trong mặt phẳng hoàng đạo, một đĩa phẳng xung quanh Mặt trời mà Trái đất, các hành tinh khác và tất cả các tàu thăm dò không gian quay quanh Mặt trời. Tất cả các hình ảnh của Mặt trời đều được chụp từ xung quanh đường xích đạo mặt trời. Mặt phẳng hoàng đạo nghiêng 7° so với đường xích đạo của Mặt trời; tuy nhiên, điều này không đủ để có thể quan sát rõ các cực mặt trời. Kính thiên văn trên Trái đất cũng gặp phải hạn chế tương tự. May mắn thay, hạn chế này gần đây đã được khắc phục.
Vào tháng 2025 năm 17, tàu thăm dò “Solar Orbiter” của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã có thể nghiêng quỹ đạo của nó 2025° dưới đường xích đạo mặt trời bên ngoài mặt phẳng hoàng đạo sau khi bay ngang qua sao Kim. Điều này đủ để chụp được hình ảnh trực tiếp cực nam của mặt trời. Vào tháng XNUMX năm XNUMX, tàu thăm dò đã chụp thành công một số hình ảnh về cực nam của Mặt trời.
Những hình ảnh về cực nam của Mặt trời này được chụp vào thời điểm Mặt trời đang trải qua thời kỳ cực đại của chu kỳ Mặt trời hiện tại và khi từ trường của nó đang trải qua một sự đảo ngược cực. Các hình ảnh cho thấy rõ sự hiện diện của cả cực bắc và cực nam tại cực nam, cho thấy sự đảo ngược. Do đó, cực nam xuất hiện trong trạng thái hỗn loạn. Cực đơn sẽ từ từ tích tụ sau khi hoàn thành sự đảo ngược. Những hình ảnh mới sẽ hữu ích trong việc hiểu cơ chế về cách tích tụ cực.
Thiết bị Solar Orbiter cũng thực hiện các phép đo chuyển động của vật liệu mặt trời trong một lớp cụ thể của Mặt trời, có thể tiết lộ cách các hạt ion hóa thoát khỏi Mặt trời dưới dạng gió mặt trời. Các phép đo như vậy từ các vùng cực sẽ giúp hiểu rõ hơn về gió mặt trời.
Việc phân tích kết quả quan sát đầu tiên về vùng cực của Mặt trời từ quỹ đạo nghiêng mới của tàu thăm dò và các nghiên cứu tương tự trong tương lai sẽ nâng cao đáng kể hiểu biết của chúng ta về từ trường Mặt trời, gió Mặt trời và thời tiết vũ trụ.
***
Tài liệu tham khảo:
- Harra, L., Müller, D. Tàu quỹ đạo mặt trời: tổng quan ngắn gọn về sứ mệnh và kết quả khoa học ban đầu. Astrophys Space Sci 370, 12 (2025). https://doi.org/10.1007/s10509-025-04400-3
- ESA. Solar Orbiter có góc nhìn đầu tiên trên thế giới về các cực của Mặt trời. Đăng ngày 11 tháng 2025 năm XNUMX. Có tại https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_gets_world-first_views_of_the_Sun_s_poles
- ESA. Solar Orbiter. Có sẵn tại https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter
***
Bài viết liên quan:
- “Parker Solar Probe” Sống sót sau lần chạm trán gần nhất với Mặt trời (27 Tháng 12 2024)
- Dự báo thời tiết vũ trụ: Các nhà nghiên cứu theo dõi gió mặt trời từ mặt trời đến môi trường gần Trái đất (2 tháng 2024, XNUMX)
- Sứ mệnh quỹ đạo sao Hỏa (MOM) của ISRO: Cái nhìn sâu sắc mới về dự đoán hoạt động mặt trời (15 tháng 1 2022)
- Thời tiết không gian, nhiễu động do gió mặt trời và sự bùng nổ của sóng vô tuyến (11 Tháng Hai 2021)
***
***
