Vết đen Mặt Trời: bản chất, chu kỳ và quan sát an toàn

Vết đen được tạo ra thế nào?

Quang cầu có nhiệt độ đại diện khoảng 5.800 K. Bên dưới, đối lưu mang nhiệt ra ngoài. Nơi từ trường tập trung cản dòng đối lưu, nhiệt lên ít hơn và vùng bề mặt tương đối nguội đi.

Vết phát triển thường có umbra, phần tối ở giữa, và penumbra, vùng nửa tối với cấu trúc sợi bên ngoài. Nó vẫn phát sáng rất mạnh nếu tách khỏi nền Mặt Trời. Nhiều nhóm lớn hơn Trái Đất; vết nhỏ sống vài giờ hoặc ngày, nhóm lớn có thể qua nhiều vòng quay.

Nhóm thường chứa cấu trúc hai cực từ. Gần mép đĩa, các vùng sáng faculae dễ nổi trên nền tối rìa. Không khí yên và thiết bị đủ khả năng còn cho hạt quang cầu: các ô đối lưu cỡ 1.000 km đổi qua khoảng mười phút. Penumbra biến dạng gần rìa còn gợi hình lõm nhẹ của vùng vết. Những chi tiết này không nhìn thấy bằng mọi kính hoặc trong mọi điều kiện.

Chu kỳ hoạt động

Một chu kỳ vết đen trung bình khoảng 11 năm, từng chu kỳ có thể cỡ 9–14 năm. Cực tiểu có những ngày không vết, cực đại có nhiều nhóm. Cực từ đổi sau mỗi chu kỳ nên chu kỳ từ đầy đủ gần 22 năm.

Đầu chu kỳ, nhóm thường hình thành ở vĩ độ Mặt Trời khoảng 30–35° rồi dần tới gần xích đạo. Vẽ vị trí theo thời gian tạo biểu đồ cánh bướm. Chuỗi đánh số bắt đầu từ giữa thế kỷ 18; chu kỳ 25 được tính bắt đầu cuối năm 2019.

Ngày 15 tháng 10 năm 2024, NASA và NOAA công bố Mặt Trời đã ở giai đoạn cực đại. Đó là một thông báo có ngày, không phải căn cứ để khẳng định hoạt động hiện tại luôn đang giảm hoặc cực đại đã kết thúc. Cực đại chính xác chỉ được xác định tốt hơn qua chuỗi dữ liệu sau đó. Maunder Minimum khoảng 1645–1715 là ví dụ lịch sử kéo dài với rất ít vết được ghi nhận.

Số vết đen Wolf kết hợp số nhóm và số vết, ưu tiên nhóm mạnh hơn, cùng hệ số hiệu chỉnh người và dụng cụ. Nhờ đó có thể so chuỗi quan sát nhiều thế kỷ. Một con số không tự nói trước lúc nào bão từ sẽ tới Trái Đất.

Phân loại nhóm

Mount Wilson mô tả cấu trúc từ: α đơn cực; β lưỡng cực tách tương đối rõ; γ pha trộn phức tạp. δ cho các umbra khác cực trong cùng penumbra. Nhóm β–γ–δ thường có tiềm năng hoạt động mạnh, nhưng không bảo đảm một vụ bùng phát cụ thể vào một giờ nào.

McIntosh dùng ba ký tự để mô tả kiểu nhóm, dạng penumbra của vết lớn nhất và độ tập trung các vết. Các kiểu cơ sở từ A tới F cùng H phân biệt từ nhỏ đơn lẻ tới nhóm lưỡng cực rộng.

Ba góc giúp định hướng: P là góc vị trí trục quay, tới khoảng ±26°; B0 là vĩ độ Mặt Trời của tâm đĩa, tới khoảng ±7,25°; L0 là kinh độ tâm đĩa. Vòng quay nhìn từ Trái Đất cỡ 27 ngày làm nhóm đi từ rìa đông sang tây trong gần hai tuần. Hướng trên ảnh còn tùy quang học, không đồng nhất với trái–phải màn hình.

Quan sát an toàn

Không bao giờ nhìn Mặt Trời không bảo vệ, nhất là qua ống nhòm, kính thiên văn hay kính ngắm quang học. Tổn thương võng mạc có thể xảy ra không đau.

• Kính nhật thực phù hợp ISO 12312-2, nguyên vẹn, có thể cho mắt thường thấy nhóm rất lớn. Kính râm, kính hun khói hoặc vật liệu cứu hộ không thay thế được.
• Quang học cần bộ lọc Mặt Trời phù hợp trước vật kính, gắn chắc. Không nhìn qua dụng cụ chưa lọc dù đang đeo kính nhật thực. Bộ lọc sau thị kính kiểu không an toàn có thể vỡ vì nhiệt.
• Chiếu ảnh chỉ với thiết bị được thiết kế cho cách đó và đúng chỉ dẫn nhà sản xuất. Không ai nhìn qua dụng cụ; bảo vệ các kính tìm. Không mặc định ống nhòm hay kính nhỏ bất kỳ đều chịu được tải nhiệt.
• Nêm Herschel chỉ dùng trong cấu hình kính khúc xạ tương thích với đầy đủ bộ lọc bắt buộc. Kính H-alpha chuyên dụng còn cho cấu trúc khác như tai lửa và sợi; không phải phụ kiện tùy ý tháo lọc.

Buổi sáng đôi khi không khí yên hơn, nhưng Hà Nội hoặc Hạ Long vẫn có thể có mù, mây và nhiễu động riêng. Ghi ngày, giờ và số nhóm qua nhiều tuần giúp tự nhận ra vòng quay; dùng các cơ hội an toàn, không nhìn qua mây thay cho bộ lọc.