Những nghịch lý về Mặt Trời

Mặt Trời là một ngôi sao dãy chính loại G

Mặt Trời là vật thể nóng nhất, lớn nhất và nặng nhất trong hệ. Bề mặt nóng sáng của nó chiếu sáng các hành tinh trong hệ, còn lực hấp dẫn của nó khiến các hành tinh di chuyển theo quỹ đạo. Thế nhưng, Mặt Trời còn ẩn chứa nhiều điểm đặc biệt hơn thế.

Mặt Trời có màu xanh ngọc

Theo Shea Hess Webber, nhà vật lý học tại Đại học Stanford (Mỹ), Mặt Trời phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ trên toàn bộ phổ điện từ. Trong vùng ánh sáng mà mắt người có thể nhìn thấy, nó phát ra gần như đầy đủ các màu. Khi những màu này hòa trộn với nhau, chúng tạo thành ánh sáng trắng. Vì vậy, từ góc nhìn vật lý, Mặt Trời có thể được xem là màu trắng.

Tuy nhiên, trong thiên văn học, Mặt Trời vẫn thường được xếp vào nhóm sao vàng dựa trên khối lượng và nhiệt độ bề mặt của nó. Nếu xét chi tiết hơn theo đồ thị cường độ bức xạ theo bước sóng, gọi là đường cong vật đen, điểm phát xạ mạnh nhất của Mặt Trời lại nằm ở vùng xanh ngọc.

Do đó, tùy theo cách nhìn, từ cảm nhận của mắt người đến cách đo đạc vật lý, Mặt Trời có thể được mô tả là trắng, vàng, hay thậm chí hơi ngả xanh ngọc.

Đài quan sát Động lực học Mặt Trời của NASA (SDO) đã ghi lại hình ảnh một vụ bùng phát Mặt Trời cấp M5.7 vào ngày 3/5/2013 lúc 13h30. Bức ảnh này cho thấy vật chất ở nhiệt độ cực cao trong các vụ bùng phát Mặt Trời, và thường được tô màu xanh ngọc trong các hình ảnh minh họa.

Rất hiếm loại sao giống mặt trời

Theo IFL Science, Mặt Trời là một ngôi sao dãy chính loại G, có kích thước trung bình và là một sao lùn vàng nằm ở trung tâm Hệ Mặt Trời.

Khi các nhà thiên văn bắt đầu nghiêm túc suy nghĩ về khả năng tồn tại sự sống ngoài Trái Đất, việc tập trung vào các sao loại G là lựa chọn hàng đầu. Lý do là nếu sự sống có thể xuất hiện quanh một sao loại G như Mặt trời, thì về nguyên tắc, nó cũng có thể xuất hiện ở nơi khác tương tự.

Trong Dải Ngân Hà, ước tính có 100-400 tỷ ngôi sao và khoảng 8-10% trong số đó là sao loại G. Nếu chỉ cần một ngôi sao thuộc nhóm này để sự sống hình thành, thiên hà có thể có 8-40 tỷ ứng viên. Tuy nhiên, điều kiện thực tế phức tạp hơn nhiều.

Sau ánh sáng, thứ quan trọng nhất một ngôi sao có thể cung cấp cho hành tinh của nó là thời gian ổn định. Những ngôi sao khối lượng lớn như loại O, B hoặc A tiêu thụ nhiên liệu rất nhanh và có tuổi thọ ngắn. Chúng có thể kết thúc vòng đời trước khi sự sống trên hành tinh kịp hình thành.

Các sao loại F sống lâu hơn, nhưng vẫn có thể bước vào giai đoạn phình to thành sao khổng lồ khá sớm. Ở phía ngược lại, các sao lùn loại M và K có tuổi thọ rất dài, nhưng lại đặt ra những thách thức khác. Ví dụ, vùng có thể tồn tại nước hẹp hơn, khiến hành tinh dễ bị khóa thủy triều (một mặt luôn hướng về ngôi sao) và mức bức xạ có hại thường cao hơn.

Vì vậy, sao loại G như Mặt Trời vẫn được xem là lựa chọn cân bằng nhất. Tuy nhiên, ngay trong nhóm G, các ngôi sao vẫn khác nhau. Theo hệ phân loại quang phổ Harvard, sao loại G được chia thành 10 nhóm nhỏ, từ G0V đến G9V. Mặt Trời thuộc G2V.

Điều đó cho thấy những ngôi sao có đặc điểm ổn định và tuổi thọ tương tự Mặt Trời có thể không nhiều. Chính sự ổn định đó đã tạo điều kiện để môi trường trên Trái Đất hình thành và duy trì sự sống.

Càng ra xa Mặt Trời, nhiệt độ lại càng cao

Lõi của Mặt Trời có nhiệt độ khoảng 15 triệu độ C. Từ lõi ra đến bề mặt, nhiệt độ giảm dần và bề mặt Mặt Trời có nhiệt độ khoảng 5.727 độ C. Điều này khá dễ hiểu. Nhưng điều kỳ lạ là khi đi xa hơn khỏi bề mặt Mặt Trời, nhiệt độ lại tăng lên.

Về mặt kỹ thuật, khí quyển của Mặt Trời không kết thúc ở bề mặt mà kéo dài rất xa, gần như tới rìa của Hệ Mặt Trời. Bên trong vùng này có nhiều lớp khác nhau. Gần bề mặt là sắc quyển, tiếp đến là vùng chuyển tiếp, rồi đến vành nhật hoa và xa hơn nữa là nhật quyển.

Chính tại vùng chuyển tiếp, nhiệt độ tăng vọt và càng ra xa lại càng nóng hơn. Nhiệt độ trong vành nhật hoa có thể lên tới vài triệu độ, cao hơn rất nhiều so với bề mặt Mặt Trời.

Tuy nhiên, nghịch lý là dù các hạt khí ở đây cực kỳ nóng, mật độ vật chất trong không gian lại rất thấp. Vì có quá ít hạt để truyền nhiệt, một người nếu ở khu vực này vẫn có thể bị đóng băng thay vì bị thiêu cháy.