Theo trang The Guardian (Anh), trong một dự án hợp tác giữa Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), tàu Solar Orbiter đã bay xuống dưới mặt phẳng quỹ đạo các hành tinh, ghi lại những hình ảnh đầu tiên về vùng cực bí ẩn của ngôi sao gần nhất với Trái Đất.
Những quan sát đột phá này đã cho thấy một mạng lưới hoạt động từ tính hỗn loạn tại cực Nam Mặt Trời – một hiện tượng mà các nhà khoa học cho rằng đóng vai trò then chốt trong việc lý giải cách đảo ngược từ trường của Mặt Trời, diễn ra khoảng 11 năm một lần.
Giáo sư Carole Mundell, Giám đốc khoa học của ESA, nhận định: “Ngày hôm nay (ngày 11/6), lần đầu tiên chúng ta có thể chứng kiến hình ảnh do con người ghi lại về cực của Mặt Trời. Ngôi sao này không chỉ là nguồn sống cho chúng ta mà còn có thể gây ra các gián đoạn nghiêm trọng đối với hệ thống năng lượng trên Trái Đất và trong không gian. Vì vậy, việc hiểu rõ cơ chế vận hành và dự đoán hành vi của Mặt Trời là điều hết sức cần thiết. Những hình ảnh độc đáo từ Solar Orbiter đã mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành khoa học nghiên cứu Mặt Trời”.
Sứ mệnh trị giá 1,3 tỷ USD này, được phóng vào năm 2020, đã ghi lại hình ảnh của cực Nam Mặt Trời vào giữa tháng 3 vừa qua. Khi đó, tàu thăm dò nghiêng xuống góc 15° so với đường xích đạo Mặt Trời để quan sát từ một góc độ cao – một cột mốc lần đầu tiên trong lịch sử thám hiểm không gian.
Khác với Trái Đất, nơi từ trường có cực Bắc và cực Nam rõ ràng, Mặt Trời trải qua quá trình đảo ngược từ trường mỗi 11 năm. Hiện nay, Mặt Trời đang ở giai đoạn “cực đại” – thời điểm chuẩn bị cho sự đảo cực, khi cực Nam sẽ trở thành cực Bắc từ tính, đồng thời là lúc các vết đen và bùng phát năng lượng xuất hiện nhiều nhất.
Các phép đo đầu tiên từ Solar Orbiter cho thấy tại vùng cực Nam tồn tại một bức tranh từ trường rất phức tạp, với các vùng mang từ tính Bắc và Nam đan xen lẫn nhau. Dù các mô hình mô phỏng máy tính đã dự đoán hiện tượng này trước đó, nhưng đây là lần đầu tiên nó được xác nhận bằng quan sát thực tế. Các nhà khoa học nhấn mạnh rằng việc theo dõi biến đổi mạnh mẽ của từ trường tại hai cực Mặt Trời sẽ giúp cải thiện khả năng dự báo chu kỳ hoạt động của ngôi sao.
Giáo sư Sami Solanki, trưởng nhóm thiết bị đo từ trường tại Viện Nghiên cứu Hệ Mặt Trời Max Planck (Đức), chia sẻ: “Chúng tôi thực sự không biết phải mong đợi điều gì từ những quan sát đầu tiên này – cực của Mặt Trời đúng là ‘vùng đất chưa ai biết tới’”.
Chu kỳ từ tính của Mặt Trời phát sinh do ngôi sao này không quay như một khối rắn, vùng xích đạo quay nhanh hơn (khoảng 26 ngày) so với vùng cực (33 ngày). Khác biệt về tốc độ quay này khiến các đường sức từ bị kéo giãn, xoắn lại và dần trở nên bất ổn, dẫn đến hiện tượng đảo cực.
Giáo sư Lucie Green thuộc Phòng thí nghiệm Khoa học Không gian Mullard của Đại học UCL (Anh) nhận định: “Tất cả những hiện tượng trong bầu khí quyển Mặt Trời đều chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi từ trường và sự biến đổi theo thời gian. Mặt Trời có thể khá yên tĩnh, nhưng trong giai đoạn hoạt động mạnh, nó trở nên rất sôi động với các vụ nổ lớn trên bề mặt. Dù các mô hình đã dự đoán sự hỗn loạn của từ trường, nhưng việc trực tiếp quan sát hiện tượng này là trải nghiệm hoàn toàn khác biệt”.
Trong vòng 5 đến 6 năm tới, Mặt Trời sẽ bước vào giai đoạn “cực tiểu” – khi từ trường trở nên trật tự nhất và hoạt động năng lượng đạt mức thấp nhất. Tuy nhiên, các mô hình hiện nay vẫn chưa đủ chính xác để dự đoán chính xác thời điểm cũng như cường độ của giai đoạn cực đại kế tiếp.
Trước Solar Orbiter, chỉ có một sứ mệnh duy nhất từng bay qua vùng cực của Mặt Trời là tàu Ulysses của NASA, được phóng vào năm 1990. Tuy nhiên, Ulysses chỉ đo từ trường và gió Mặt Trời mà không được trang bị camera để ghi hình.
Solar Orbiter sẽ tiếp tục bay quanh Mặt Trời ở góc nghiêng 17° đến ngày 24/12/2026, trước khi thực hiện một lần bay ngang qua Sao Kim để điều chỉnh quỹ đạo lên góc nghiêng 24°. Đến năm 2029, tàu sẽ đạt góc nghiêng 33° so với mặt phẳng quỹ đạo các hành tinh, từ đó mở rộng cơ hội tiếp cận gần hơn nữa vùng cực của Mặt Trời.
