Luận Văn Ghi nhận hoạt động mặt trời trong tháng 9 năm 2005 bằng kính thiên văn tại trường Đại học Sư phạm Tp

TÓM TẮT:Bài báo trình bày kết quả chụp ảnh vết đen Mặt Trời trong ngày 15/9/2005 một trong
những ngày Mặt trời hoạt động mạnh gây hậu quả nghiêm trọng cho Trái Đất mà khắp nơi trên thế giới
ghi nhận.
Từ khóa: Hoạt động Mặt trời, vết đen, bùng nổ, Sự phóng vật chất từ Nhật hoa
1. TỔNG QUAN
Thời tiết Vũ trụ bị chi phối bởi Mặt trời
(MT). Hoạt động Mặt trời (HĐMT) thường khởi
đầu bằng sự xuất hiện vết đen trên đĩa MT, thể
hiện sự bất thường trong từ trường MT. Sau đó
là các vụ bùng nổ (BNMT), phóng thích đột
ngột một lượng năng lượng khổng lồ kèm các
bức xạ điện từ. Đồng thời, có thể kèm theo các
vụ phóng vật chất từ Nhật hoa (CME) là các
đám mây từ và plasma. Ngoài ra còn có các sự
kiện proton, là sự phóng thích bất thường luồng
hạt proton năng lượng cao từ MT. Các luồng
bức xạ bất thường đó khi đi vào không gian giữa
MT và Trái đất (TĐ) sẽ làm thay đổi môi trường
không gian. Khi đến TĐ chúng sẽ gây ra hàng
loạt biến động trong khí quyển tầng cao của TĐ
như bão từ, bão điện ly. Các biến động đó đến
lượt mình lại tác động không ít đến đời sống
sinh hoạt và sản xuất của con người. Vấn đề ảnh
hưởng của thời tiết Vũ trụ đến TĐ và cuộc sống
con người đang nhận được sự quan tâm sâu sắc
trong thời đại hiện nay. Nhiều phương tiện
nghiên cứu, ghi nhận biến đổi thời tiết Vũ trụ
như các vệ tinh nhân tạo, kính thiên văn vô
tuyến, kính thiên văn quang học hiện đại đã
được sử dụng nhằm mục đích phát hiện kịp thời
những biến động của MT, nghiên cứu qui luật
hình thành và tiến triển của HĐMT, tiến tới dự
báo, dự phòng cho TĐ. Ở Việt Nam hiện nay
chưa có trạm quan trắc trực tiếp MT. Tuy vậy, ở
một số trường đại học, trong khuôn khổ giảng
dạy môn thiên văn, việc sử dụng kính thiên văn
để ghi nhận vết đen (VĐMT), một thể hiện của
HĐMT, có thể tiến hành và có tác dụng rất tốt
trong việc nâng cao hiệu quả giảng dạy. Tại
trường Đại học Sư phạm TP.HCM, trước thông
báo về HĐMT trong tháng 9/2005 thu nhận qua
internet và các tạp chí khoa học chuyên ngành,
ngày 15/9/2005 chúng tôi đã tiến hành quan trắc
MT bằng kính thiên văn Takahashi và đã thu
nhận được những hình ảnh rất trung thực, sinh
động về VĐMT, nguyên nhân gây ra một loạt
biến động trong khí quyển tầng cao của TĐ
trong thời gian đó.
2. TÌNH HÌNH HOẠT ĐỘNG MT TRONG
THÁNG 9/2005
Trong tháng 9/2005 MT đang ở vào giai
đoạn suy thoái cuối chu kỳ nhưng lại hoạt động
rất mạnh. Khởi đầu là sự xuất hiện từ đầu tháng
của nhóm vết đen AR 10798 (sau đó do sự quay
của MT được đặt tên lại là AR 10808) ở rìa đông
của đĩa MT. Tiếp theo, trong khoảng từ ngày 7
đến ngày 15 tháng 9 các nhóm vết đen này đã
tạo ra 115 vụ BNMT loại C trở lên, trong đó có
26 vụ loại X. Đặc biệt là vụ bùng nổ cỡ X17 vào
ngày mùng 7 [5]. Đây là vụ bùng nổ lớn thứ tư
kể từ năm 1986 (năm vệ tinh GOES ghi nhận về
BNMT), lớn thứ năm kể từ năm 1975 (năm bức
xạ tia X được ghi nhận bởi vệ tinh) và là một
trong những vụ bùng nổ lớn nhất của chu kỳ
HĐMT thứ 23 vừa qua (1996 - 2008) [6]. Ngay
trong những ngày đó vệ tinh SOHO đã ghi nhận
được các hình ảnh về các vụ CME của MT.
Đồng thời hệ thống Rosetta/SREM cũng ghi
nhận sự kiện proton năng lượng cao > 10 MeV,
vệ tinh GOES cũng ghi nhận các sự kiện proton
> 100 MeV từ ngày mùng 8 [8]. Do xuất phát từ
các nhóm vết đen ở rìa MT nên các luồng bức xạ
không đánh trực tiếp vào bề mặt TĐ gây hậu quả
nghiêm trọng. Tuy vậy, trên TĐ vẫn ghi nhận
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 12, SỐ 17 - 2009
Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 13
được một loạt các biến động. Chỉ số liên hành
tinh Kp dao động ở mức cao, Kp = 9 trong ngày
mùng 9. Chỉ số Dst cũng đạt giá trị thấp, ngày 11
là -147nt. Bão từ nghiêm trọng được ghi nhận ở
vĩ độ cao trong các ngày 10, 11, 12, 13, 14, 15, ở
vĩ độ trung bình là ngày 11 [Internet]. Một loạt
biến động khác được ghi nhận. Hiện tượng cực
quang xảy ra đến tận vùng Arizona – Mỹ. Vùng
Bắc và Nam Mỹ bị mất sóng radio cao tần. Vệ
tinh định vị toàn cầu GPS bị mất tín hiệu. Một
loạt vệ tinh bị mất liên lạc [1], [2. Một loạt các
biến động điện ly được ghi nhận ở các địa điểm,
từ Millstone Hill(Mỹ), Arecibo [3], [9],
Kaliningrad (Nga) [4] đến Ấn độ, Malaysia [7].
Như vậy, rõ ràng những HĐMT trong tháng
9/2005 đã gây ra một loạt hậu quả xấu cho TĐ.
3. SỬ DỤNG KÍNH THIÊN VĂN ĐỂ GHI
NHẬN HOẠT ĐỘNG MT
Năm 2002 Khoa Vật lý, ĐHSP TP.HCM
được Đài thiên văn Gunma ( Nhật) tặng một số
dụng cụ thiên văn. Đó là một hệ thống gồm thân
kính và 2 hệ thống ống kính, một khúc xạ và
một phản xạ, hiệu Takahashi, kèm CCD- camera
và nhà chứa kính. Sau đó, trong các năm 2003,
2004 chúng tôi đã dùng kính quan sát bầu trời về
đêm, chụp ảnh Mặt trăng, sao Hỏa và các tinh
vân bằng kính phản xạ với CCD- camera. Việc
chụp ảnh vết đen MT phải tiến hành ban ngày
với các thao tác kỹ thuật phức tạp hơn. Tháng
9/2005, trong lúc thực hiện đề tài nghiên cứu
khoa học cấp trường “Khảo sát độ HĐ MT trong
chu kỳ thứ 23”, ngày 15/9/2005 chúng tôi đã
tiến hành chụp ảnh VĐMT. Kính sử dụng là
kính khúc xạ, vật kính là thấu kính, kính có phủ
một lớp Canxi flo (CaF2) bảo vệ kính trước tác
dụng nhiệt và nâng cao tính năng quang học của
kính. Kính có các thông số kỹ thuật như sau:
- Khẩu độ hiệu dụng:  128 mm
- Tiêu cự hiệu dụng: 1040 mm
- Năng suất phân giải: 0,9”
- LGP (khả năng thu gom ánh sáng): 334
- Cấp sao nhìn thấy giới hạn: 12,4
Ngoài ra, chúng tôi còn sử dụng các dụng cụ
hỗ trợ là kính lọc, giấy lọc Milar, thị kính, lăng
kính đổi hướng. Máy chụp là máy ảnh Nikon
Coolpix 995, độ phân giải 3,34 Mega Pixels, để
ở chế độ tự động.
4. KẾT QUẢ
Chúng tôi đã chụp được ảnh nhóm vết đen
MT trong ngày 15/9/2005, tức những ngày cuối
trong đợt biến động sôi nổi của MT (từ 7 –
15/9/2005), khi đó do MT quay quanh trục, vết
đen từ rìa đông đã đi vào gần trung tâm dĩa MT.
Kết quả cho thấy vết đen rất lớn (gấp 6 lần Trái
đất), rõ ràng sắc nét với phần chùy tối và phần
rìa rất đặc trưng.