Kiến thức về Mặt Trời - Trang 3 - Cộng đồng Thiên Văn Việt Nam

**VasilyTran** · 09-02-2010

Kiến thức vật lí
-Phản ứng đầu tiên p+p, diễn ra rất chậm, mỗi khi phản ứng này xảy ra, các phản ứng khác đều diễn ra rất nhanh chóng. Phản ứng p+p diễn ra chậm đến mức một proton điển hình lang thang xung quanh tâm Mặt Trời gặp cơ hội tốt để tổng hợp với một proton khác mất khoảng 5 tỉ năm. Tại sao tốc độ của phản ứng p+p lại chậm đến vậy ?
- Thứ nhất, khi hai proton kết hợp với nhau tạo thành một neutron với một proton thì một trong hai proton này phải mất một điện tích dương của nó bẳng cách phát ra một positron. Đây là một sự kiện rất khó xảy ra ngay cả khi hai proton tiếp xúc với nhau về mặt vật lí.
- Thứ hai, rất khó để hai proton có thể tiếp xúc với nhau, hai điện tích dương thì đẩy nhau. Theo vật lí cổ điển, năng lượng cần thiết để hai proton tiến lại gần nhau trong phạm vi bán kính hạt nhân 10^-15m là 2,5x10^-13J. Nếu chúng ta chuyển năng lượng này thành năng lượng chuyển động nhiệt của hạt nhân w=3/2kT thì nhiệt độ tương ứng là 10^10K! Rõ ràng phản ứng hạt nhân cần nhiệt độ rất cao nhưng chúng ta không cần cao đến thế. Các proton thực sự là các hệ lượng tử có thể miêu tả bằng các sóng. Các sóng có thể chui qua được một hàng rào, nơi mà các hạt không thể chui qua theo vật lí cổ điển. Xác suất của việc chui qua như thế tỉ lệ với e^(8x10^-14J/ năng lượng proton). Tại tâm Mặt Trời nhiệt độ T=1,6x10^7K, năng lượng trung bình của proton là 3,3x10^-16J. Bởi vậy các proton điển hình có xác suất xuyên qua e^-240, có thể được bỏ qua. Các hạt có năng lượng cao hơn có xác suất xuyên qua lớn hơn, nhưng có rất ít hạt kiểu này, tỉ lệ với e^(-năng lượng proton/kT). Người ta chứng tỏ được rằng các proton có năng lượng bằng khoảng 12 lần năng lượng chuyển động nhiệt có xác xuất xuyên qua hợp lí e^-20 và cũng có nhiều hạt, cỡ một phần e^-18 đủ cho phản ứng tổng hợp xảy ra. Trong thực tế nhiệt độ tại tâm Mặt Trời được điều chỉnh tới giá trị T=1,6x10^7K bởi vì nhiệt độ này cho phép một số lượng cần thiết cho sự xuyên qua để tổng hợp hạt nhân.
Theo astrophysics.

**heomoz** · 15-01-2011

cac tai lua cua mat troi do dau ma ra vay chi?

**thaisonsd** · 15-01-2011

@heomoz: "Hiện tượng này là sự giải phóng năng lượng của các phản ứng hạt nhân và là sự trao đổi giữa sắc cầu và nhật hoa. Sự xuất hiện của các tai lửa này có nguyên nhân từ các từ trường xuất hiện trong lòng Mặt Trời." <== bài ở trên có nói nè bạn.

**ilovely142** · 16-01-2011

Trích:

Nguyên văn bởi heomoz

cac tai lua cua mat troi do dau ma ra vay chi?

Ko ai giúp bạn heomoz để làm rõ tai lửa của Mặt trời sao, còn các hiện tượng như vành nhật hoa,bức xạ năng lượng của Mặt trời ra sao, các granule, sunspot,...

**lupin2410** · 17-01-2011

http://www.thienvanhoc.org/forum/showthread.php?t=6570 - Bí ẩn tại sao hào quang MTrời nóng dữ dội.

**thaisonsd** · 27-05-2012

Mặt Trời là trái tim của Hệ Mặt Trời, là thiên thể to lớn nhất trong Hệ Mặt Trời. Chiếm giữ 99.8% vật chất trong Hệ Mặt Trời và có đường kính gấp khoảng 109 lần đường kính của Trái Đất - Nó có thể chứa bên trong khoảng 1 triệu Trái Đất.

Phần có thể nhìn thấy của Mặt Trời có nhiệt độ khoảng 5.500 độ C, trong khi nhiệt độ ở lõi đạt tới hơn 15 triệu độ C, được tạo ra từ những phản ứng hạt nhân. Mỗi giây, Mặt Trời sản xuất ra một lượng năng lượng tương đương với 100 tỷ tấn thuốc nổ.

Mặt Trời là một trong hơn 100 tỷ ngôi sao trong dải Ngân Hà. Nó quay quanh lõi của Ngân Hà trong một quỹ đạo cách đó khoảng 25.000 năm ánh sáng, và phải mất 250 triệu năm để nó hoàn thành một vòng quỹ đạo. Mặt Trời tương đối trẻ, là một phần của thế hệ ngôi sao được gọi là "Population I", là những ngôi sao tương đối giàu nguyên tố nặng hơn Heli. Những ngôi sao thuộc thế hệ già hơn được gọi là "Population II", và những ngôi sao được hình thành sớm hơn được gọi là "Population III" thực sự tồn tại tuy rằng chưa có ngôi sao nào thuộc thế hệ này được biết đến.

một tai lửa khổng lồ bắn từ đường chân trời phía Tây của Mặt Trời trong một bức ảnh chụp bởi một vệ tinh quan sát Mặt Trời của NASA vào ngày 17/11/2010

Hình thành và phát triển
Mặt Trời được sinh ra từ khoảng 4.6 tỷ năm trước. Nhiều nhà khoa học nghĩ rằng Mặt Trời và phần còn lại của Hệ Mặt Trời được hình thành từ đám mây bụi và khí gas khổng lồ được gọi là "Tinh vân Mặt Trời". Khi tinh vân bị phá hủy bởi chính trọng lực của nó, nó sẽ quay nhanh hơn và bị san phẳng thành dạng đĩa. Phần lớn vật chất sẽ bị kéo vào trung tâm để hình thành Mặt Trời.
Mặt Trời có đủ lượng nhiên liệu hạt nhân để có thể hoạt động thêm 5 tỷ năm nữa. Sau đó, nó sẽ phồng lên thành một sao khổng lồ đỏ. Cuối cùng, nó sẽ bắn ra các lớp vật chất bên ngoài và phần lõi còn lại sẽ hình thành một sao lùn trắng. Dần dần, nó sẽ mờ dần thành một vật thể nguội lạnh được gọi là sao lùn đen.

Những đặc điểm
Cấu trúc bên trong và bầu khí quyển
Mặt Trời và bầu khí quyển của nó được phân chia thành một số vùng và lớp. Bên trong Mặt Trời trời, tính từ trong ra ngoài là: phần lõi, vùng bức xạ và vùng đối lưu. Bầu khí quyển của Mặt Trời bao gồm quang quyển, sắc quyển, vùng chuyển tiếp và vành nhật hoa. Bên cạnh đó là gió Mặt Trời - dòng khí thổi ra từ vành nhật hoa.

Phần lõi kéo dài từ trong tâm Mặt Trời đến khoảng 1/4 khoảng cách đến bề mặt. Dù chỉ chiếm khoảng 2% thể tích của Mặt Trời nhưng phần lõi có mật độ gấn gần 15 lần mật độ của chì và chiếm gần một nửa khối lượng Mặt Trời. Tiếp theo là vùng bức xạ, kéo dài từ phần lõi đến 70% khoảng cách đến bề mặt, chiếm 32% thể tích và 48% khối lượng Mặt Trời. Ánh sáng từ phần lõi bị tán xạ nhiều lần trong vùng này, vì thế những hạt photon đơn lẻ thường phải mất nhiều triệu năm để có thể qua được khu vực này. Vùng đối lưu kéo dài đến bề mặt của Mặt Trời, chiếm 66% thể tích nhưng chưa đến 2% khối lượng Mặt Trời. Ở vùng này, các "tế bào đối lưu" thống trị. Hai dạng tế bào đối lưu Mặt Trời là: các tế bào hạt có kích thước khoảng 1000km và những tế bào siêu hạt có đường kính đến 30.000km.

Quang quyển là tầng thấp nhất trong khí quyển của Mặt Trời, nó phát ra ánh sáng mà chúng ta thấy. Quang quyển dày khoảng 500km, dù vậy nhưng hầu hết ánh sáng được phát ra từ khoảng 170km thấp nhất của nó. Nhiệt độ ở đáy là 6.125 độ C và ở đỉnh là 4.125 độ C. Tiếp theo là Sắc quyển, có thể nóng đến 19.725 độ C, và dường như toàn bộ quyển này được tạo ra từ các cấu trúc có dạng gai ngọn được gọi là các "Spicules" thường kéo dài khoảng 1000km và cao đến 10.000km. Trên nữa là khu vực chuyển tiếp dày từ vài trăm đến vài ngàn km, được nung nóng bởi vành nhật hoa phía trên, hầu hết ánh sáng phát ra từ quyển này là tia cực tím. Ở trên cùng là vành nhật hoa cực nóng, được cấu tạo bởi các cấu trúc như vòng đối lưu và dòng chảy của các khí gas bị ion hóa. Nhiệt độ ở vành nhật hoa thường từ 500.000 độ C đến hơn 6 triệu độ C và thậm chí có thể lên đến 10 triệu độ C khi có vụ phun trào ở bề mặt. Vật chất ở vành nhật hoa bị thổi ra bởi những cơn gió Mặt Trời.

Từ trường
Thông thường, từ trường của Mặt Trời chỉ mạnh gấp khoảng 2 lần từ trường của Trái Đất. Tuy nhiên, nó tập trung vào một khu vực nhỏ nên sức mạnh có thể đạt đến 3000 lần mạnh hơn bình thường. Nhưng nút thắc và vòng xoắn trong từ trường rất mạnh mẽ do Mặt Trời quay nhanh hơn ở xích đạo đồng thời phần lõi quay nhanh hơn bề mặt. Tạo nên những biến dạng trên Mặt Trời đồng thời tạo ra các vết đen Mặt Trời và các vụ phun trào hùng vĩ được gọi là các tai lửa và những vụ phun trào tầng nhật hoa. Tai lửa là những vụ phun trào dữ dội nhất trong Hệ Mặt Trời, trong khi những vụ phun trào ở tầng nhật hoa thì kém dữ dội hơn. Mỗi vụ phun trào có thể phóng ra khoảng 20 tỷ tấn vật chất vào không gian.

Ảnh sai màu thể hiện nhiệt độ khí của Mặt Trời. Màu đỏ tương đối mát - khoảng 60,000 độ K; vùng màu xanh và lục nóng hơn với nhiệt độ cao hơn 1 triệu độ K

Thành phần hóa học
Cũng giống như hầu hết các ngôi sao khác, Mặt Trời được cấu tạo chủ yếu bởi hidro và heli. Gần như tất cả phần còn lại của Mặt Trời đều được cấu tạo từ 7 nguyên tố khác: oxy, cacbon, neon, nitơ, magie, sắt và silic. Cứ mỗi 1 triệu nguyên tử hidro thì có 98.000 nguyên tử heli, 850 nguyên tử oxi, 360 nguyên tử cacbon, 120 nguyên tử neon, 110 nguyên tử nitơ, 40 nguyên tử magie, 35 nguyên tử sắt và 35 nguyên tử silic. Dù vậy, hidro là nguyên tố nhẹ nhất nên nó chỉ chiếm khoảng 72% khối lượng Mặt Trời, trong khi đó heli chiếm tận 26%

Vết đen Mặt Trời và chu kì hoạt động của Mặt Trời
Vết đen Mặt Trời tương đối "lạnh", là một vùng tối thường có hình tròn trên bề mặt Mặt Trời. Chúng thường xuất hiện nơi những đường sức từ đâm xuyên từ bên trong Mặt Trời ra bề mặt. Số lượng của các vết đen thay đổi theo chu kì hoạt động từ trường của Mặt Trời. Sự thay đổi số lượng vết đen, từ cực tiểu là hoàn toàn không có vết đen đến cực đại là khi có khoảng 250 vết đen hoặc cụm vết đen sau đó lại trở về cực tiểu, được gọi là chu kì hoạt động của Mặt Trời, chu kì này kéo dài trung bình 11 năm. Vào cuối chu kì, từ trường của Mặt Trời đảo ngược các cực một cách nhanh chóng.

Quan sát
Những nền văn hóa cổ đại thường khắc lên đá hoặc xây dựng những công trình bằng đá để ghi lại sự chuyển động của Mặt Trời và Mặt Trăng, chia thành các mùa, tạo ra lịch và quan sát thiên thực. Nhiều người tin rằng Mặt Trời quay quanh Trái Đất. Một học giả Hy Lạp cổ đại là Ptolemy chính thức hóa quan niệm trên bằng mô hình Địa tâm. Vào năm 1543, Copecnic mô tả một mô hình trong đó Mặt Trời là trung tâm, mang tên Nhật tâm, và vào năm 1610, việc Galileo khám phá ra các vệ tinh của Sao Mộc đã chứng tỏ rằng không phải tất cả các thiên thể đều quay quanh Trái Đất.

Để tìm hiểu nhiều hơn về hoạt động của Mặt Trời và các ngôi sao khác, sau những quan sát thuở sơ khai bằng cách sử dụng đá, những nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu Mặt Trời từ quỹ đạo của Trái Đất. NASA đã phóng lên quỹ đạo loạt 8 vệ tinh quan sát được gọi là Vệ tinh quan sát Mặt Trời từ năm 1962 đến năm 1971. Bảy trong số chúng được phóng thành công và tiến hành phân tích ánh sáng Mặt Trời trong bước sóng cực tím và tia X đồng thời chụp ảnh vành nhật hoa cực nóng bên cạnh những thành tựu khác.

Vào năm 1990, NASA và Cơ quan Không gian châu Âu [ESA] đã phóng tàu thăm dò Ulysses để lần đầu tiên quan sát được vùng cực của Mặt Trời. Năm 2004, tàu vũ trụ Genesis đã mang về Trái Đát vật mẫu của gió Mặt Trời để nghiên cứu. Năm 2007, tàu vũ trụ kép quan sát Mặt Trời mang tên STEREO đã cung cấp bức ảnh 3 chiều đầu tiên về Mặt Trời.

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất cho đến nay là vệ tinh quan sát Mặt Trời mang tên SOHO, được thiết kế để nghiên cứu về gió Mặt Trời cũng như các lớp bên ngoài và cấu trúc bên trong. Nó cung cấp những bức ảnh về cấu trúc của các vết đen bên dưới bề mặt Mặt Trời, đo gia tốc của gió Mặt Trời, khám phá những sóng trong vành nhật hoa và những cơn lốc xoáy Mặt Trời, tìm ra hơn 1000 sao chổi và tạo nên một cuộc cách mạng trong dự báo thời tiết vũ trụ.

Gần đây, vệ tinh quan sát mang tên SDO, vệ tinh tiên tiến nhất từng được thiết kế, đã truyền về những bức ảnh chưa từng được chứng kiến về chi tiết những vật chất được bắn ra từ các vết đen Mặt Trời cũng như đo đạt một cách cực gần và chi tiết nhất về tai lửa Mặt Trời trong một dải rộng của sóng cực tím.

Nguyễn Thanh Trí - HAAC
Theo Space.com