Trong một vụ phun trào xảy ra vào tháng 11/2021, Mặt trời đã giải phóng một đám mây khí khổng lồ vào không gian. Khi di chuyển về phía Trái đất, đám mây này bất ngờ có sự thay đổi lớn về kích thước và nhiệt độ, khiến các nhà khoa học phải xem xét lại những hiểu biết trước đây về bão Mặt trời.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Iowa (Mỹ) phát hiện chỉ sau khi di chuyển thêm khoảng 21 triệu km, đám mây đã lớn hơn 21% so với lúc được quan sát trước đó. Nhiệt độ của lớp khí bên trong cũng tăng lên gấp ba lần, dù nó đang di chuyển ngày càng xa Mặt trời.
Những đám mây như vậy được hình thành khi Mặt trời xảy ra các vụ phun trào mạnh, đẩy một lượng lớn khí nóng và các hạt mang điện vào không gian. Chúng có thể di chuyển hàng triệu kilomet, mang theo từ trường và đôi khi tiến đến khu vực gần Trái đất.
Khi tiếp cận hành tinh của chúng ta, chúng có thể gây ra bão địa từ, ảnh hưởng đến hoạt động của vệ tinh, hệ thống định vị và thậm chí cả lưới điện nếu đủ mạnh.
Thông thường, các nhà khoa học có thể dự đoán phần nào sự thay đổi của những đám mây khí này trên đường di chuyển. Tuy nhiên, vụ phun trào năm 2021 lại diễn biến khác với những tính toán trước đó.
Nhờ hai tàu vũ trụ Solar Orbiter và Wind tình cờ nằm gần như trên cùng một đường thẳng giữa Mặt trời và Trái đất, nhóm nghiên cứu đã có cơ hội quan sát cùng một đám mây tại hai vị trí khác nhau.
Tàu Solar Orbiter ghi nhận đám mây khi nó cách Mặt trời khoảng 125 triệu km. Sau đó, tàu Wind tiếp tục đo đạc khi đám mây tiến xa hơn, đến vị trí cách Mặt trời khoảng 146 triệu km. Việc so sánh dữ liệu từ hai tàu giúp các nhà khoa học biết được nó đã thay đổi như thế nào trong chặng đường này.
Kết quả cho thấy đám mây giãn nở với tốc độ khoảng 192 km/giây, nhanh hơn đáng kể so với mức 50 - 100 km/giây thường thấy. Đây là tốc độ đám mây lan rộng ra, không phải tốc độ nó bay về phía Trái đất.
Theo nhà nghiên cứu Shirsh Soni tại Đại học Iowa, sự thay đổi bất thường này có thể liên quan đến gió Mặt trời, dòng hạt mang điện liên tục được giải phóng từ Mặt trời và lan ra không gian.
Khi đám mây gặp gió Mặt trời, nó ban đầu bị ép lại. Sau đó, phần khí bên trong nóng lên nhanh chóng, khiến đám mây giãn nở mạnh và tăng kích thước. Điều này diễn ra trong một khoảng cách tương đối ngắn nếu xét trên quy mô không gian.
Các nhà khoa học còn nhận thấy áp suất do từ trường bên trong đám mây tạo ra gần như không thay đổi, dù kích thước của nó đã tăng đáng kể. Kết quả này không giống với những gì các mô hình dự báo trước đây đưa ra.
Vụ phun trào nói trên cũng đã gây ra một cơn bão địa từ lớn trên Trái đất vào tháng 11/2021. Dù vậy, nhóm nghiên cứu chưa khẳng định sự giãn nở bất thường của đám mây là nguyên nhân trực tiếp khiến cơn bão mạnh lên.
Theo Shirsh Soni, các nhà khoa học từng cho rằng những đám mây khí từ Mặt trời thường thay đổi theo những quy luật tương đối giống nhau. Quan sát lần này cho thấy chúng có thể biến đổi nhanh hơn và phức tạp hơn nhiều so với dự đoán.
Những dữ liệu thu được sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các cơn bão Mặt trời, từ đó cải thiện khả năng dự báo những hiện tượng có thể ảnh hưởng đến vệ tinh, hệ thống liên lạc và hoạt động trên Trái đất.
