Thái dương quyển

Hình Trên: Sơ đồ mô tả nhật quyển di chuyển trong môi trường liên sao.
Heliosheath (Vùng tiền nhật mãn): Là vùng ngoài cùng của nhật quyển, nơi gió mặt trời bị nén lại và chuyển động hỗn độn.
Heliopause (Nhật mãn): Là ranh giới ngăn cách gió mặt trời và gió liên sao, nơi áp suất của hai bên cân bằng.
Hình Dưới: Đồ thị thể hiện sự gia tăng các hạt gió Mặt Trời của tàu Voyager 1 bắt đầu từ tháng 8 năm 2012.]]
Thái dương quyển (tiếng Anh: heliosphere) là từ quyển, astrosphere, và lớp khí quyển ngoài cùng của Mặt Trời, được lấp đầy bằng gió plasma Mặt Trời và kéo dài xấp xỉ khoảng 20 lần bán kính Mặt Trời ra các mép phía ngoài của Hệ Mặt Trời. Biên giới phía trong của nó được xác định là lớp mà tại đó dòng gió Mặt Trời trở nên superalfvénic—có nghĩa là nơi dòng chảy trở nên nhanh hơn tốc độ của sóng Alfvén. Sự nhiễu loạn và các lực động lực học bên ngoài biên giới này không thể ảnh hưởng tới hình dạng của quầng Mặt Trời bên trong, bởi thông tin chỉ có thể di chuyển với tốc độ của các sóng Alfvén. Gió Mặt Trời đi ra bên ngoài liên tục xuyên qua thái dương quyển, hình thành nên trường điện từ Mặt Trời bên trong hình dạng xoắn ốc, cho tới khi nó va chạm với nhật mãn với khoảng cách hơn 50 AU từ Mặt Trời. Tháng 12 năm 2004, tàu vũ trụ Voyager 1 đã vượt qua một dải chấn được cho là một phần của nhật mãn. Cả hai tàu Voyager đều ghi nhận mức độ hạt năng lượng cao khi chúng tiếp cận biên giới.

Lịch sử
Người ta cho rằng nhật quyển có thể thay đổi đáng kể qua hàng triệu năm do các tác động từ bên ngoài hệ Mặt Trời, chẳng hạn như những vụ siêu tân tinh ở khoảng cách gần hoặc sự thay đổi môi trường liên sao với mật độ khác nhau. Bằng chứng cho thấy rằng, khoảng ba triệu năm trước, Trái Đất từng tiếp xúc với môi trường liên sao khi nhật quyển co lại về phía bên trong Hệ Mặt Trời. Hiện tượng này có thể đã ảnh hưởng đến khí hậu của Trái Đất trong quá khứ và cả quá trình tiến hóa của loài người.

Kết cấu
nhỏ|Mặt trời được chụp ở bước sóng 19,3 nanomet (Tử ngoại|tia cực tím)
Mặc dù có tên như vậy, hình dạng của nhật quyển không phải là một hình cầu hoàn hảo. Hình dạng của nó được xác định bởi ba yếu tố: môi trường giữa các vì sao (ISM), gió mặt trời và chuyển động tổng thể của Mặt Trời và nhật quyển khi đi qua ISM. Vì gió mặt trời và ISM đều là chất lỏng nên hình dạng và kích thước của nhật quyển cũng có tính linh động. Tuy nhiên, những thay đổi trong gió mặt trời gây ảnh hưởng mạnh hơn đến vị trí dao động của các ranh giới trong khoảng thời gian ngắn (vài giờ đến vài năm). Áp suất của gió mặt trời thay đổi nhanh hơn nhiều so với áp suất bên ngoài của ISM tại bất kỳ vị trí nào. Đặc biệt, hiệu ứng của chu kỳ mặt trời 11 năm, trong đó hoạt động gió mặt trời đạt cực đại và cực tiểu rõ rệt, được cho là đáng kể.

Ở quy mô rộng hơn, chuyển động của nhật quyển qua môi trường chất lỏng của ISM tạo ra hình dạng tổng thể giống sao chổi. Plasma gió Mặt Trời, vốn di chuyển gần như "ngược dòng" (cùng hướng với chuyển động của Mặt Trời qua thiên hà), bị nén lại thành dạng gần như hình cầu, trong khi plasma di chuyển "xuôi dòng" (ngược chiều chuyển động của Mặt Trời) chảy ra xa hơn nhiều trước khi nhường chỗ cho ISM, tạo nên hình dạng dài và kéo dài của đuôi nhật quyển.

Dữ liệu hạn chế có sẵn và bản chất chưa được khám phá của các cấu trúc này đã dẫn đến nhiều lý thuyết về hình dạng của chúng. Vào năm 2020, Merav Opher đã dẫn đầu nhóm các nhà nghiên cứu xác định rằng hình dạng của nhật quyển là hình lưỡi liềm có thể được mô tả như một chiếc bánh sừng bò xẹp hơi.

Gió mặt trời
Gió Mặt Trời bao gồm các hạt (nguyên tử bị ion hóa từ vành nhật hoa) và các trường, như từ trường, được tạo ra từ Mặt Trời và lan tỏa vào không gian. Vì Mặt Trời tự quay một vòng khoảng 25 ngày một lần, nên từ trường nhật quyển do gió Mặt Trời vận chuyển bị cuốn thành một dạng xoắn ốc. Gió Mặt Trời ảnh hưởng đến nhiều hệ thống khác trong Hệ Mặt Trời; ví dụ, các biến thiên từ trường của chính Mặt Trời được gió Mặt Trời mang ra bên ngoài, tạo ra các cơn bão địa từ trong từ quyển của Trái Đất.
nhỏ|Dòng điện nhật quyển hướng ra quỹ đạo của Sao Mộc

Tấm dòng điện nhật quyển
Tấm dòng điện nhật quyển là một lớp sóng trong nhật quyển được tạo ra bởi từ trường quay của Mặt Trời. Nó đánh dấu ranh giới giữa các vùng từ trường nhật quyển có cực tính ngược nhau. Trải dài khắp nhật quyển, tấm dòng điện nhật quyển có thể được coi là cấu trúc lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và được cho là giống với "váy của vũ công ba lê".

Tham khảo

Nguồn



Liên kết ngoài

Moving into Interstellar Space (Artist Concept)
"Cassini Data Helps Redraw Shape of Our Solar System" 2010
Publications in Refereed Journals
Voyager Interstellar Mission Objectives
The Heliosphere (Cosmicopia)
NASA GALEX (Galaxy evolution Explorer) homepage at Caltech
The Solar and Heliospheric Research Group at the University of Michigan
Ribbon at Edge of Our Solar System: Will the Sun Enter a Million-Degree Cloud of Interstellar Gas this century ?
A Big Surprise from the Edge of the Solar System (NASA 06.09.11)


Các giả thuyết cũ
Cảnh báo, nội dung có thể đã lỗi thời
The Heliosphere, MIT Space Plasma Group
UI's Don Gurnett Says Voyager 1 Is Approaching Edge Of Solar System ngày 8 tháng 12 năm 2003 Univ. of Iowa Press release
NASA's Interstellar Probe (2000)
CNN: NASA: Voyager I enters solar system's final frontier – ngày 25 tháng 5 năm 2005
New Scientist: Voyager 1 reaches the edge of the solar system – ngày 25 tháng 5 năm 2005
Surprises from the Edge of the Solar System – Voyager 1 Newest Findings as of September 2006
The heliospheric hydrogen wall and astrospheres
Heliosphere , has a diagram.
Heliosphere Astronomy Cast episode 65, includes full transcript.