Có một khoảnh khắc lịch sử vào tháng 8 năm 2012 khi tàu thăm dò Voyager 1 đi qua nhật quyển - khu vực không gian bị Mặt Trời thống trị hoặc kiểm soát. Rìa của nó là ranh giới của Hệ Mặt Trời. Các nhà khoa học phát hiện từ dữ liệu truyền về rằng mật độ plasma đo được bằng máy dò đã tăng gần 40 lần! Phát hiện mới này tiết lộ rằng có thể có một cấu trúc giống như màng ở vùng ngoài của Hệ Mặt Trời, bao quanh Hệ Mặt Trời của chúng ta. Chuyến đi của Voyager 1 đã tiến thêm một bước lớn trong sự hiểu biết của nhân loại về Hệ Mặt Trời.
Ẩn mình sau ánh sáng rực rỡ của Mặt Trời, có một tấm khiên vô hình bảo vệ Hệ Mặt Trời của chúng ta khỏi những mối nguy hiểm tiềm ẩn trong không gian giữa các vì sao. Tấm khiên này được gọi là Heliosphere, một bong bóng khổng lồ chứa đầy plasma nóng và các hạt tích điện do Mặt Trời phát ra. Heliosphere trải dài hàng tỷ kilomet, vươn xa ra ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương, hành tinh xa nhất trong Hệ Mặt Trời. Nó hoạt động như một lá chắn, bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ có hại từ các ngôi sao khác, các hạt năng lượng cao và các đám mây khí lạnh giá trong không gian giữa các vì sao.
Sự hình thành của nhật quyển có liên quan chặt chẽ với gió Mặt Trời. Khi gió Mặt Trời gặp lực cản của môi trường giữa các vì sao, tốc độ của nó sẽ giảm đáng kể, tạo thành một vùng gọi là sóng xung kích cuối, đây là nơi gió Mặt Trời bắt đầu chậm lại. Khi gió Mặt Trời tiến xa hơn, cuối cùng nó sẽ đạt đến một ranh giới không thể chống lại áp suất của môi trường giữa các vì sao, đó là nhật luân. Trong quá trình này, gió Mặt Trời tương tác với vật chất giữa các vì sao, tạo thành vùng nhật quyển tương tự như đuôi sao chổi, kèm theo các hiện tượng điện từ phức tạp và phản ứng điện từ cường độ cao, cuối cùng góp phần hình thành nhật quyển.
Heliosphere được tạo ra bởi gió Mặt Trời, một dòng hạt tích điện liên tục phun trào từ Mặt Trời. Khi gió Mặt Trời di chuyển ra xa Mặt Trời, nó va chạm với môi trường giữa các vì sao, một vùng không gian thưa thớt chứa đầy khí và bụi. Sự va chạm này tạo ra một sóng chấn động khổng lồ, nén và làm nóng khí giữa các vì sao, tạo thành plasma. Plasma này chính là vật liệu tạo nên Heliosphere.
Thông thường chúng ta nghĩ nhật quyển có hình tròn như bong bóng xà phòng, nhưng một nghiên cứu năm 2020 tiết lộ rằng hình dạng của nó không tròn như bong bóng mà giống hình bánh sừng bò hơn. Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng dòng ion hydro trung tính không đồng đều có thể dẫn đến hình dạng bất thường của nhật quyển. Và kích thước cũng như hình dạng của nhật quyển có thể thay đổi theo những thay đổi mang tính chu kỳ trong hoạt động của Mặt Trời.
Heliosphere có cấu trúc phức tạp, bao gồm nhiều khu vực khác nhau với các đặc điểm riêng biệt. Vùng bên trong của Heliosphere, được gọi là heliosheath, là nơi gió Mặt Trời gặp môi trường giữa các vì sao. Tại đây, gió Mặt Trời bị chậm lại và nén lại, tạo thành một lớp plasma dày đặc và nóng. Xa hơn ra ngoài heliosheath là heliopause, ranh giới đánh dấu sự kết thúc của Heliosphere. Heliopause là một vùng chuyển tiếp nơi plasma của Heliosphere gặp môi trường giữa các vì sao. Nó là một khu vực hỗn loạn, nơi các dòng plasma va chạm và trộn lẫn với nhau.
Heliosphere đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sự sống trên Trái Đất. Bức xạ có hại từ các ngôi sao khác và các hạt năng lượng cao có thể phá hủy DNA và gây ra đột biến tế bào, dẫn đến ung thư và các vấn đề sức khỏe khác. Heliosphere ngăn chặn hầu hết các bức xạ này xâm nhập vào Hệ Mặt Trời, giúp bảo vệ chúng ta khỏi những tác hại của nó. Heliosphere cũng bảo vệ Trái Đất khỏi các đám mây khí lạnh giá trong không gian giữa các vì sao. Những đám mây này có thể làm giảm nhiệt độ trên Trái Đất và gây ra các thời kỳ băng hà. Heliosphere ngăn chặn hầu hết các đám mây này xâm nhập vào Hệ Mặt Trời, giúp duy trì khí hậu ổn định trên Trái Đất.
Nhật quyển không chỉ cung cấp cho chúng ta cánh cửa nhìn vào những bí ẩn của vũ trụ mà còn bảo vệ Trái Đất khỏi các hạt và bức xạ năng lượng cao chết người. “Bong bóng” này đóng vai trò bảo vệ quan trọng trong Hệ Mặt Trời, ngăn chặn các mối đe dọa từ không gian sâu thẳm, cho phép các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, như Trái Đất, sinh sản sự sống trong môi trường tương đối an toàn.
Heliosphere là một chủ đề nghiên cứu khoa học quan trọng. Các nhà khoa học đang nỗ lực tìm hiểu thêm về cấu trúc, thành phần và sự hình thành của nó. Họ cũng đang nghiên cứu cách thức Heliosphere tương tác với môi trường giữa các vì sao và ảnh hưởng của nó đến khí hậu trên Trái Đất.
Việc nghiên cứu Heliosphere rất quan trọng để hiểu được môi trường xung quanh Trái Đất và bảo vệ chúng ta khỏi những mối nguy hiểm tiềm ẩn trong không gian. Nó cũng có thể giúp chúng ta tìm hiểu thêm về sự hình thành và sự tiến hóa của các hệ hành tinh khác trong vũ trụ. Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ và sự khám phá không ngừng của loài người, những bí mật về nhật quyển sẽ dần được hé lộ.
Tham khảo: Zhihu
