Phát hiện lớp vỏ khí plasma ấm bao quanh trái đất

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu là Charles "Rick" Chappell, giáo sư nghiên cứu vật lý và là giám đốc đài thiên văn Dyer tại đại học Vanderbilt đã tiến hành nghiên cứu, kết quả được đăng tải trên mục vật lý không gian của tạp chí Geophysical Research vừa qua. Ánh sáng cực bắc và cực nam còn gọi là aurora borealis và aurora australis chỉ là bộ phận của quyển từ vô hình nhưng là là bộ phận tối quan trọng của môi trường không gian trái đất.

Chappell cho biết: “Dù nó hoàn toàn vô hình nhưng quyển từ có tác động lớn đến sự sống của chúng ta hằng ngày. Ví dụ, các cơn bão mặt trời chọc thủng quyển từ bằng cách giảm sóng điện trong lưới điện mà có thể gây ngắt điện, làm nhiễu truyền sóng vô tuyến và  làm gây rối loạn tín hiệu GPS (hệ thống định vị toàn cầu). Các hạt mang điện trong quyển từ cũng có thể phá hoại các thiết bị điện tử trong các vệ tinh và ảnh hưởng đến nhiệt độ và lưu chuyển của thượng tầng khí quyển.

Các khu vực khác của quyển từ cũng đôi lần được biết tới. Chpappell và các đồng sự đã chắp ghép “chu kì chuyển hóa năng lượng tự nhiên” mà nhờ đó các i-ông có mức năng lượng thấp bắt nguồn từ khí quyển trái đất được tăng lên mức năng lượng cao hơn ở khi chúng ở các vị trí khác nhau trên quyển từ. Điều này làm cho các khu vực mới hình thành trở thành tâm điểm chú ý của giới nghiên cứu.

Lớp vỏ bọc khí plasma ấm này là vùng khí loãng bắt đầu từ phía ban đêm của trái đất và và bao phủ  quanh phía ban ngày nhưng dần mờ đi ở phía buổi chiều. Kết quả là nó chỉ bao phủ được 3 phần tư diện tích bề mặt khí quyển trái đất. Nó được hình thành và duy trì bởi các hạt mang điện tích đổ dần về phía không gian các địa cực của trái đất và mang theo chiếc “đuôi từ” của nó phía sau trái đất nhưng rồi lại bất ngờ xoay 180 độ bằng một chỗ xoắn trong từ trường, kích thích các hạt mang điện tích đó quay ngược lại trái đất vào một vùng có tên gọi là dải khí plasma (plasma sheet).

Chppell và các đồng nghiệp gồm Mathew M. Huddleston đến từ đại học Trevecca, Tom Moore và Barbara Giles thuộc cơ quan quản lý hàng không vũ trụ quốc gia và Dominique Delcourt từ trung tâm nghiên cứu môi trường trái đất và quan sát hành tinh Saint-Maur ở Pháp đã dùng kết quả quan trắc bằng vệ tinh để xác định các đặc tính của các i-ông ở những vị trí khác nhau trong quyển từ.

Một phần quan trọng trong phân tích của họ là một chương trình máy tính do Delcourt lập trình, có thể dự đoán cách thức di chuyển của i-ông trong từ trường trái đất. “Những sự lưu chuyển này rất phức tạp. Các i-ông luôn di chuyển theo hình xoắn ốc trong từ trường trái đất. Chúng có thể nảy lên, nhào xuống và trôi dạt đủ mọi hướng. Mọi chuyện đều có khả năng xảy ra nhưng với mã toán học mà Dominic đã phát triển giúp ta dự đoán được hướng di chuyển của chúng”, Chappell nói.

Khi các nhà nghiên cứu áp dụng bộ mã máy tính này cho kết quả quan sát vệ tinh, một số mẫu đã hiện rõ ngay lần đầu. Một mẫu quan trọng giúp dự đoán cách thức lưu chuyển đi lên của các i-ông khỏi tầng điện li để hình thành nên lớp vỏ bọc khí plasma ấm.

“Chúng tôi đã biết tất cả các vùng khác từ lâu nhưng lớp vỏ bọc plasma là thứ vật chất mờ ảo trong khoảng không mà nơi chúng ta chưa có đủ chứng cớ xác đáng để làm sáng tỏ nó.  Một khi chúng ta có đủ các mảnh ghép thì chắc chắn nó phải lộ diện.”

(Theo ScienceDaily - Sở KHCN Đồng Nai )