Bề mặt của Mặt trời bức xạ năng lượng và thường phóng ra những khối plasma có từ tính cao tới Trái đất. Đôi khi những phát xạ này đủ mạnh để phá vỡ từ quyển - lá chắn từ trường tự nhiên bảo vệ Trái đất - gây ra thiệt hại cho các vệ tinh hoặc lưới điện. Thời tiết không gian như vậy có thể gây ra hậu quả thảm khốc.
Các nhà thiên văn đã nghiên cứu hoạt động của Mặt trời trong nhiều thế kỷ, ngày nay máy tính chiếm vị trí trung tâm trong việc tìm kiếm sự hiểu biết về hành vi của Mặt trời và vai trò của nó đối với các hiện tượng thời tiết không gian. Đạo luật PROSWIFT (Thúc đẩy Nghiên cứu và Quan sát Thời tiết Không gian để Cải thiện Dự báo Ngày mai), được thông qua vào tháng 2020 năm , chính thức hóa nhu cầu phát triển các công cụ dự báo thời tiết không gian tiên tiến hơn.
Thời tiết không gian có vẻ như là một vấn đề xa vời với nhiều người, nhưng chúng ta có thể không nhận ra sự nguy hiểm của nó cho đến khi quá muộn. Các nhà nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi không nghĩ về điều đó, nhưng điện, thông tin liên lạc, GPS và các thiết bị hàng ngày có thể bị ảnh hưởng bởi những tác động khắc nghiệt của thời tiết không gian”. Ngoài ra, Mỹ cũng đang lên kế hoạch cho các sứ mệnh tới các hành tinh khác và mặt trăng. Tất cả điều này đòi hỏi những dự báo rất chính xác về thời tiết không gian - để thiết kế tàu vũ trụ và cảnh báo các phi hành gia về các hiện tượng cực đoan.
Sự nhiễu loạn đóng một vai trò quan trọng trong động lực học của gió mặt trời và các vụ phóng khối lượng đăng quang. Hiện tượng phức tạp này có nhiều khía cạnh, bao gồm vai trò của tương tác sóng xung kích với sự hỗn loạn và gia tốc ion. Plasma mặt trời không ở trạng thái cân bằng nhiệt. Trong một bài báo cho Astrophysical Journal, các nhà nghiên cứu đã mô tả vai trò của các ion bắt ngược trong việc gia tốc các hạt tích điện trong vũ trụ. Các ion trở lại có nguồn gốc giữa các vì sao hoặc địa phương bị plasma từ hóa của gió Mặt trời bắt giữ và di chuyển hướng tâm ra ngoài Mặt trời.
Một số hạt phi nhiệt có thể được tăng tốc hơn nữa để tạo ra các hạt năng lượng mặt trời, đặc biệt quan trọng đối với điều kiện thời tiết không gian trên Trái đất và đối với con người trong không gian. Các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng để hiểu rõ hơn về hiện tượng này và so sánh nó với các quan sát của tàu vũ trụ Voyager 1 và 2, tàu thăm dò giới hạn bên ngoài của nhật quyển và hiện cung cấp dữ liệu duy nhất từ môi trường giữa các vì sao địa phương.
Một trong những lĩnh vực chính của việc dự đoán thời tiết không gian là dự đoán chính xác về sự xuất hiện của khối lượng đăng quang - sự phát xạ plasma và từ trường đi kèm từ vành nhật hoa - và xác định hướng của từ trường mà nó mang theo. Điều này được hỗ trợ bởi các nghiên cứu về dòng chảy ngược của các ion, cũng như công trình được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn vào năm 2020, sử dụng mô hình từ động lực học dựa trên dây nịt từ trường để dự đoán thời gian đến Trái đất và cấu hình từ trường của một khối lượng tràng hoa phóng ra.
Thăm dò năng lượng mặt trời Parker có một công cụ - SWEAP - để nghiên cứu gió mặt trời, các electron, proton và alpha. Với mỗi quỹ đạo, tàu thăm dò tiếp cận Mặt trời, cung cấp thông tin mới từ thiết bị về đặc điểm của gió Mặt trời. Chẳng bao lâu nữa nó sẽ vượt ra khỏi vùng tới hạn, nơi gió mặt trời sẽ trở nên siêu nhanh và siêu âm, và chúng ta sẽ có thông tin về vật lý của gia tốc và vận chuyển của nó.
Khi tàu thăm dò và các thiết bị quan sát mới khác xuất hiện, các nhà khoa học hy vọng sẽ có vô số dữ liệu mới có thể thông báo và kích thích sự phát triển của các mô hình mới để dự đoán thời tiết không gian.
Đọc thêm: