Hệ thống cảnh báo về thời tiết trên vũ trụ

Khi các cơn bão mặt trời đụng vào trái đất, mạng lưới điện và các vệ tinh có thể bị tổn thất nặng nề. Vì vậy các nhà nghiên cứu đã phát triển hệ thống cảnh báo sớm về thời tiết trên vũ trụ.

“Trong một chu kỳ mặt trời kéo dài 11 năm đã xảy ra khoảng 10.000 cơn bão mặt trời. Trong đó có khoảng 40 cơn bão tác động tới trái đất”, theo TS Volker Bothmer, Đại học Göttigen, người đang chủ trì đã phát triển một nguyên mẫu đầu tiên về hệ thống cảnh báo sớm của châu Âu đối với thời tiết trên vũ trụ. Hệ thống này phân tích các dữ liệu do các đài quan sát vũ trụ cung cấp, trên cơ sở đó tính toán sức mạnh, hướng, tốc độ và diễn biến của các cơn bão mặt trời cũng như tác động của chúng đến trái đất. Advanced Forecast for Ensuring Communications Through Space” (AFFECTS), tên của hệ thống, trị giá khoảng 2,5 triệu Euro. Các đối tác của dự án AFFECTS bao gồm các trường đại học, viện nghiên cứu, trung tâm dự báo thời tiết, đài quan sát thiên văn, doanh nghiệp của Đức, Na Uy, Bỉ và Ukraine.

Volker Bothmer nói: “trên cơ sở phân tích các dữ liệu này, có thể dự đoán về tính chất của bão mặt trời, thời điểm, đại để khi nào bão lan tới trái đất và tác động của bão đối với trái đất ra sao”. Thời gian tính toán để có một kết quả rõ ràng nhiều nhất là một tiếng đồng hồ. Do khoảng cách từ mặt trời đến trái đất khoảng 150 triệu km nên thời gian cảnh báo trước ít nhất là 12 giờ.

Hệ thống cảnh báo về thời tiết trên vũ trụ
Volker Bothmer, ngồi bên máy tính với những ảnh chụp mặt trời khác nhau của vệ tinh “SDO” (Solar Dynamics Observatory). (Ảnh: wiwo.de)

Bão mặt trời có thể gây ra những gì?

Các cơn bão mặt trời nhỏ, còn gọi là các vệt mặt trời, là hiện tượng hoàn toàn bình thường. Tuy nhiên đôi khi có những bong bóng khí khổng lồ bắn đi từ bề mặt mặt trời với tốc độ lên tới 2.000km/giây xuyên qua không gian liên hành tinh. Trong quá trình đó, một khối lượng vật chất khổng lồ sẽ được giải phóng. Và khối lượng vật chất này có thể gây nhiễu quyển từ (Magnetosphere).

Quyển từ cách trái đất khoảng 50.000km và tạo thành một vùng bảo vệ cho hành tinh chúng ta trước các cơn bão mặt trời. “Khi bão hạt cơ bản đến khu vực ranh giới của quyển từ, thì có thể trong những trường hợp nhất định xẩy ra phản ứng từ và từ đó có thể hình thành cái gọi là bão từ (geomagnetic storm)”, theo Alexi Glover, nhà nữ thiên văn học của ESA ở Madrid. “Gió liên tục trong không gian liên hành tinh là chuyện hoàn toàn bình thường, nhưng các cơn bão mạnh có tiềm năng gây nhiễu lớn”.

Bão mặt trời làm tê liệt mạng lưới điện

Thí dụ năm 2003 một cơn bão mặt trời đã làm cho mạng lưới điện ở một khu vực rộng lớn của Thụy Điển bị tê liệt và làm cho hệ thống ra đa hàng không của châu Âu ngừng hoạt động, nhiều chuyến bay ở Mỹ bị hủy. Vệ tinh nghiên cứu “Midori 2” trị giá 390 triệu Euro bị thất lạc.

Năm 1989 do ảnh hưởng của bão mặt trời nên một vùng rộng lớn thuộc tỉnh Québec (Canada) bị mất điện làm ảnh hưởng đến cuộc sống của sáu triệu người ở Montreal.

Các cơn bão mặt trời cũng tạo nên những hình ảnh thiên nhiên vô cùng hoành tráng. Nguồn ánh sáng phương bắc ngoạn mục tạo thành giải ruy băng xanh, đỏ, vàng và tím trên nền trời đêm. Khi các cơn bão đặc biệt mạnh thì những hình ảnh này không chỉ hiện lên ở bắc vòng bắc cực, mà thậm chí ở Đức cũng có thể chiêm ngưỡng.

Nhà nghiên cứu Volker Bothmer nói, “chúng tôi cũng quan sát kỹ lưỡng hiện tượng thiên nhiên này để biết khoảng thời gian mà bão mặt trời lan ra tới trái đất”. Theo nhà vật lý thiên văn này thì hệ thống cảnh báo sớm về thời tiết trên vũ trụ giúp con người hạn chế những tổn hại mà bão mặt trời gây ra trên trái đất.

Mọi kết quả nghiên cứu của hệ thống cảnh báo mới này đều được các nhà nghiên cứu công bố ngay trên internet qua trang web: www.affects-fp7.eu.