Bão mặt trời là gì? Nguyên nhân, mức độ nguy hiểm và ảnh hưởng đến Trái Đất

1Bão mặt trời là gì?

• Bùng phát tia lửa Mặt Trời: Là những vụ nổ bức xạ điện từ cường độ cao chủ yếu là tia X và tia gamma di chuyển với tốc độ ánh sáng. Chúng đến Trái Đất trong vòng 8 phút và có thể gây nhiễu sóng vô tuyến tức thời.
• Phun trào vành nhật hoa (Coronal Mass Ejection - CME): Là sự phóng thích một lượng lớn plasma (các hạt mang điện tích, chủ yếu là proton và electron) cùng với từ trường mạnh vào không gian. CME di chuyển chậm hơn tia lửa (mất từ 1 đến 5 ngày để đến Trái Đất).
• Hạt năng lượng Mặt Trời (Solar Energetic Particles - SEP): Các hạt mang điện tích cao được tăng tốc bởi tia lửa hoặc CME, có thể gây nguy hiểm cho phi hành gia và các thiết bị không gian.

Bão mặt trời là hiện tượng Mặt Trời phóng ra lượng lớn năng lượng và các hạt mang điện

2Nguyên nhân gây ra bão mặt trời

• Vết đen Mặt Trời: Đây là những khu vực tối hơn và mát hơn trên bề mặt Mặt Trời, nơi có các đường sức từ cực mạnh và bị xoắn lại. Các vết đen thường xuất hiện theo chu kỳ hoạt động khoảng 11 năm của Mặt Trời.
• Giải phóng năng lượng đột ngột: Khi các đường sức từ tại các vết đen bị xoắn vặn, căng ra và tích trữ quá nhiều năng lượng, chúng sẽ bị đứt gãy và nối lại đột ngột. Sự tái cấu trúc từ trường này giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ dưới dạng bức xạ và vật chất plasma chính là khởi nguồn của cơn bão mặt trời.

Nguyên nhân bão mặt trời là do giải phóng năng lượng và hạt mang điện ra không gian

3Bão mặt trời diễn ra như thế nào?

• Bùng phát ban đầu: Xảy ra ngay lập tức, giải phóng bức xạ tia X. Bức xạ này va chạm với tầng điện ly của Trái Đất, gây ra sự mất sóng vô tuyến tần số cao ở phía Trái Đất đang đối diện với Mặt Trời.
• Phóng thích vật chất (CME): Sau vụ bùng phát, một đám mây plasma khổng lồ được phóng ra. Nếu hướng về phía Trái Đất, nó sẽ mất khoảng 1 - 3 ngày để di chuyển qua không gian liên hành tinh.
• Tương tác với Trái Đất: Khi CME đến gần Trái Đất, nó va chạm và nén từ trường của chúng ta. Sự tương tác này làm biến dạng từ trường Trái Đất, tạo ra các dòng điện cảm ứng trong tầng khí quyển và trên mặt đất. Đây là lúc bão địa từ xảy ra, gây ra các hiện tượng như cực quang và làm gián đoạn lưới điện.

Bão mặt trời diễn ra khi Mặt Trời phóng ra các vụ nổ năng lượng mạnh

4Phân loại các mức độ bão mặt trời

Các mức độ bão mặt trời theo NOAA được phân loại từ G1 (nhẹ) đến G5 (cực mạnh)

5Bão mặt trời có nguy hiểm không?

• Lưới điện: Dòng điện cảm ứng từ bão địa từ có thể truyền vào các đường dây tải điện dài, gây quá tải và làm hỏng vĩnh viễn các máy biến áp lớn, dẫn đến mất điện diện rộng và kéo dài như sự cố năm 1989 ở Quebec, Canada.
• Vệ tinh: Bức xạ và hạt năng lượng cao có thể làm hỏng các mạch điện tử, gây nhiễu loạn hoặc phá hủy vệ tinh, ảnh hưởng đến các dịch vụ viễn thông, truyền hình và Internet vệ tinh.
• Hệ thống định vị (GPS): Bão từ làm sai lệch tầng điện ly, gây ra lỗi định vị GPS, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hàng không, vận tải biển và các dịch vụ dựa trên vị trí khác.
• Liên lạc vô tuyến: Gây mất sóng hoặc nhiễu sóng vô tuyến tần số cao được sử dụng trong hàng không và liên lạc quân sự/khẩn cấp.
• Phi hành gia: Các phi hành gia và hành khách trên các chuyến bay ở vĩ độ cao (gần cực) có thể tiếp xúc với mức bức xạ tăng cao.

Bão mặt trời có thể nguy hiểm khi gây gián đoạn điện, viễn thông và các thiết bị công nghệ

6Những sự kiện bão mặt trời lớn trong lịch sử

• Sự kiện Carrington 1859: Đây được coi là cơn bão mạnh nhất từng được ghi nhận ước tính cấp độ G5. Cực quang được nhìn thấy ngay cả ở các khu vực gần xích đạo như Cuba, Colombia. Hệ thống điện báo thời đó bị chập, bốc cháy do dòng điện cảm ứng.
• Bão Quebec tháng 3/1989: Cơn bão cấp G4 này đã gây sập lưới điện Hydro-Québec (Canada) trong 9 giờ, khiến 6 triệu người mất điện.
• Sự kiện Halloween tháng 10/2003: Sự kiện này bao gồm một vụ bùng phát tia lửa Mặt Trời cực mạnh (X-Flare X17) và một cơn bão địa từ cấp G5. Nó gây hư hỏng và gián đoạn hoạt động của nhiều vệ tinh, buộc NASA phải ra lệnh bảo vệ tạm thời các thiết bị trên quỹ đạo.
• Sự kiện suýt trúng năm 2012: Một CME cực mạnh, ước tính gần cấp G5 đã phóng qua quỹ đạo Trái Đất, nhưng may mắn hành tinh của chúng ta đã ở vị trí khác. NASA ước tính nếu nó tấn công, thiệt hại đối với công nghệ hiện đại có thể lên tới hàng nghìn tỷ USD.

Bão Quebec tháng 3/1989 là cơn bão mặt trời cấp G4, gây mất điện 9 giờ tại Canada

7Cách theo dõi và dự báo bão mặt trời

• Kính thiên văn không gian: Các vệ tinh như SOHO, STEREO và Solar Dynamics Observatory liên tục quan sát Mặt Trời để phát hiện các vụ bùng phát tia lửa và CME.
• Mạng lưới cảm biến địa từ: Các trạm cảm biến trên Trái Đất liên tục theo dõi sự biến động của từ trường Trái Đất.
• Mô hình dự báo: Dữ liệu từ các vệ tinh được đưa vào các mô hình máy tính để tính toán tốc độ, hướng đi và thời gian CME có thể đến Trái Đất, từ đó đưa ra cảnh báo sớm, thường là vài giờ đến vài ngày trước khi bão địa từ xảy ra.

Bão mặt trời được theo dõi và dự báo bằng vệ tinh quan sát Mặt Trời

8Cách giảm thiểu ảnh hưởng từ bão mặt trời

• Bảo vệ lưới điện: Trang bị các thiết bị chống sét lan truyền hoặc thiết bị bù trừ cho các máy biến áp và đường dây tải điện cao thế để hấp thụ hoặc chuyển hướng dòng điện cảm ứng từ bão từ.
• Bảo vệ vệ tinh: Khi có cảnh báo CME, các nhà khai thác có thể tạm thời tắt các hệ thống nhạy cảm của vệ tinh, chuyển vệ tinh sang chế độ "an toàn" hoặc thay đổi quỹ đạo để giảm thiểu tiếp xúc.
• Lập kế hoạch khẩn cấp: Các ngành công nghiệp như hàng không, viễn thông, điện lực có các kế hoạch dự phòng chi tiết để xử lý sự cố mất điện, gián đoạn GPS và mất sóng vô tuyến.

Để giảm thiểu ảnh hưởng từ bão mặt trời, hãy bảo vệ lưới điện, thiết bị viễn thông

9Câu hỏi thường gặp

Việt Nam có bị ảnh hưởng bởi bão mặt trời không?

Bão mặt trời có gây chết người không?

Bão mặt trời hiếm khi gây chết người trực tiếp, nhưng gián đoạn điện và thiết bị y tế

Chọn mua kem chống nắng giá tốt tại Bách Hoá XANH nhé: