VTV1 đang chiếu bộ phim “Châu Nam cực” của Nhật Bản.
Sau Chiến tranh thế giới II, Nhật
Bản bị các quốc gia trên thế giới miệt thị là nước bại trận. Chuyện phim kể về
lớp người Nhật sau Thế chiến quyết tâm khẳng định vị thế của Nhật Bản trên
trường quốc tế. Một trong những lĩnh vực họ chinh phục là thám hiểm Châu Nam cực. Năm
1955, đoàn thám hiểm Mùa Đông của Nhật Bản đã cắm cờ trên một đỉnh núi đá ở Nam cực. Họ đã
tận mắt nhìn thấy bắc cực quang, một hiện tượng kỳ ảo của tạo hóa. Bộ phim "Châu Nam cực" đưa người xem đến tận Nam
Phim chiếu 13.00 hàng ngày.
Hươu Sao xin chia sẻ:
ĐÔI ĐIỀU VỀ CỰC QUANG
Cực quang của Trái Đất, hiểu một cách đơn giản là một dải
sáng mà đôi khi người ta có thể thấy ở vùng khí quyển gần 2 địa cực của Trái
Đất khi đứng tại các vĩ độ cao (gần địa cực) với nhiều hình dáng, màu sắc và
chu kì khác nhau.
Lịch sử
Những người đầu tiên quan sát được hiện tượng này là những
người Inuit sống gần Bắc cực của Trái Đất rải rác trên các vùng
Bắc Canada, Greenland, Alaska và Syberia. Họ đã tin rằng hiện tượng này là các
luồng sáng chiếu tới Trái Đất từ các lỗ hở trên vòm trời ngăn cách mặt đất với
thiên đường. Trong khi đó người Alaska
lại tin rằng cực quang là điệu nhảy của linh hồn các loài động vật.
Thế kỉ thứ 8 trước Công Nguyên, nhà thơ Hy Lạp Héiod đã gọi
hiện tượng này bằng những cụm từ như "bầu trời rực lửa" (blazing sky)
hay "những con rồng lửa của bầu trời" (Flaming sky dragons).
Người đầu tiên cố gắng giải thích hiện tượng này một cách
khoa học là Aristole, một nhà toán học và thiên văn nổi tiếng của Hy Lạp, ông
đã cho rằng cực quang chẳng qua chỉ là những đám mây phát sáng.
Nhiều thế kỉ sau, vào thời kì trung cổ ở châu Âu, người ta
có xu hướng tin rằng khi cực quang xuất hiện là điềm báo cho những điều xấu sẽ
xảy ra. Nếu cực quang bỗng xuất hiện ở chân trời lúc đang xảy ra một trận
chiến, trận chiến đó cần được ngừng lại để tránh những điều không lường trước.
Năm 1619 Galileo Galilei (cha đẻ của vật lý thực nghiệm, tác
giả của chiếc kính thiên văn đầu tiên ...) là người đầu tiên tìm cách giải
thích hiện tượng này. Đến năm 1622, nhà triết học người Pháp Gassendi đã đặt
cho hiện tượng cực quang ở Bắc bán cầu cái tên là Aurora Borealis (có nghĩa là
ánh sáng ở phía Bắc/ Northern lights), cái tên này vẫn được sử dụng cho tới tận
bây giờ.
Đến tận thế kỉ 18, người ta mới biết đến sự tồn tại của cực
quang tại Nam
bán cầu của Trái Đất nhờ có chuyến thám hiểm châu Úc của thuyền trưởng James
Cook. Cực quang ở phía nam này được gọi là Aurora Australis (ánh sáng ở phương Nam /Southern
lights)
Năm 1716, Edmund Halley cho rằng các luồng sáng này có nguồn
gốc từ các hạt mang điện chuyển động trên đường sức từ của Trái Đất.
Năm 1733, nhà khoa học Pháp De Mairan đề xuất rằng chúng có
thể xuất phát từ sự va chạm của các hạt mang điện với khí quyển Trái Đất và có
thể chúng được gây ra bởi các vết đen Mặt Trời.
Cuối thế kỉ 19, Birkeland đề xuất rằng cực quang sinh ra từ
các electron đến từ các vết đen Mặt trời được dẫn đi theo từ trường của Trái
Đất về phía các địa cực.
Vào năm địa vật lý quốc tế 1957-1958, Yasha Feldstein đề
xuất lý thuyết về Oval (ô van) cực quang, nơi thường xuất hiện hiện tượng cực
quang, nó là các vùng có dạng hình oval (hay elip) xung quanh 2 cực của Trái
Đất với đường kính tới 2.500km và dày vài trăm km. Đây là mô hình đã được xác
nhận ngày nay.
Nguyên nhân và tính chất
Trái Đất của chúng ta là một hành tinh có từ trường mạnh, nó
giống như một nam châm khổng lồ với 2 cực từ nằm gần trùng với 2 cực địa lý của
hành tinh. Các đường sức từ do đó chạy giữa 2 cực từ tạo thành một lớp từ
trường bọc quanh Trái Đất gọi là từ quyển (magnetosphere).
Hàng ngày, các phản ứng hạt nhân ở Mặt trời làm nó bức xạ ra
ánh sáng cùng nhiều dạng năng lượng khác trong đó có dòng mang các hạt mang
điện như electron, gọi là gió Mặt Trời. Gió mặt Trời này khi gặp Từ quyền Trái
Đất bị đánh dạt ra xung quanh, làm biến dạng phần tử quyền phía sau của Trái
Đất (phía đang là ban đêm), đồng thời nhiều electron gặp từ quyển Trái Đất bị
kéo theo các đường sức từ về phía địa cực của Trái Đất và đi vào khí quyển Trái
Đất qua oval cực quang. Chúng va chạm mạnh với các phân tử khí ở tầng cao khí
quyển (nitơ và oxy), kích thích và làm ion hóa chúng, tạo thành sự phát sáng
như chúng ta đã biết. Hình dạng, màu sắc và cả chu kì dài hay ngắn của cực
quang đều phụ thuộc vào mật độ và năng lượng của các electron này.
Cực quang có thể có nhiều màu, nhiều hình dạng và chu kì là
do số lượng, mật độ và năng lượng mang theo của các electron khi nó lao vào khí
quyển Trái Đất. Cực quang có thể kéo dài 10, 20 phút hay thậm chí 1, 2 giờ tùy
thuộc vào mật độ của electron như đã nói, loại cực quang này gọi là cực quang
gián đoạn, các cực quang sáng và không xuất hiện thường xuyên. Loại cực quang
thứ hai gần như không được quan tâm là cực quang khuếch tán, loại này là cực
quang thường xuyên và liên tục nhưng rất mờ nhạt và không thể nhìn thấy bằng
mắt thường ngay cả vào những đêm lý tưởng nhất. Do vậy thường khi người ta nói
tới việc quan sát cực quang tức là cực quang gián đoạn.
Vào những thời điểm có bão từ, oval cực quang được mở rộng
hơn và nếu cực quang gián đoạn xuất hiện, bạn có thể quan sát nó kể cả ở các vĩ
độ tương đối thấp chứ không cần phải đến quá gần Bắc cực như thông thường.
Ngoài ra bản thân Mặt Trời có trục không phải vuông góc mà
nghiêng khoảng 8 độ so với mặt phẳng quĩ đạo của Trái Đất nên điều này ảnh
hưởng đến cường độ của cực quang trên Trái Đất. Mặt Trời giải phóng ra nhiều
electron hơn ở gần các cực của nó và do đó khi Trái Đất di chuyển đến vị trí
tương ứng với đầu tháng 9 và đầu tháng 3 thì cực quang ở các cực sẽ mạnh nhất
trong năm vì khi đó cực từ của Mặt Trời hướng nhiều nhất về phía chúng ta, đó
là lí do tại sao trong nhiều tài liệu thiên văn hoặc địa vật lý bạn đọc được
rằng cực quang thường mạnh hơn gần các ngày xuân phân và thu phân trong khi lại
rất yếu khi gần các ngày chí.
Chúng ta có thể nhìn thấy cực quang không?
Cực quang chỉ xuất hiện tại khu vực của oval cực quang như đã
nói bên trên, ngoài ra độ cao của nó so với mặt nước biển chỉ khoảng xấp xỉ
100-130km, do đó trên thực tế ngay cả khi oval cực quang mở rộng vào các thời
điểm có bão từ thì người sống ở các khu vực có vĩ độ quá thấp như Việt Nam, rất
tiếc, cũng không thể nhìn thấy hiện tượng này. Ở bắc bán cầu ngoài Bắc cực thì
dân cư ở các vùng Bắc Canada, Alaska, Greenland, Bắc Nauy, Syberia là có thể
quan sát được hiện tượng này vào mùa đông khi Bắc cực đang là đêm, các vùng
thấp hơn 1 chút từ nam Nauy đổ xuống đầu trung Âu chỉ có thể quan sát được rất
hiếm hoi hiện tượng này ở chân trời Bắc, đôi khi phải khá nhiều năm mới xảy ra
một lần.
Cực quang trên các hành tinh khác
Để có cực quang như Trái Đất, hành tinh cần có đủ 2 yếu tố:
có khí quyển dày và có từ quyển. Trong Hệ Mặt Trời chỉ có 2 hành tinh không có
từ quyển là Sao Kim và Sao Hỏa, do đó chúng không có cực quang mà các electron
từ gió Mặt Trời sẽ va đập trực tiếp trên khắp khí quyển của chúng. Sao Thủy là
hành tinh nhỏ không có khí quyển, do đó nó cũng không thể có cực quang như
chúng ta.
Sao Mộc và Sao Thổ là hai hành tinh đã có từ trường mạnh
nhất Hệ Mặt Trời và khí quyển rất dày, do đó đương nhiên chúng có cực quang.
Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương đến nay được xác nhận là
cũng có cực quang nhưng khá mờ nhạt do chúng quá xa Mặt Trời nên mật độ
electron trong gió Mặt Trời đã giảm nhiều. Ngoài ra cực quang tại 2 hành tinh
này có xư hướng nằm gần xích đạo do trục từ của chúng không gần với trục quay
như của Trái Đất.
Bài viết này được thực hiện nhân việc có một câu hỏi về cực
quang và một câu hỏi liên quan đến bắc cực trong cuộc thi thiên văn của VACA
ngày 31 tháng 7 năm 2011.
Đặng Vũ Tuấn Sơn
Nguồn Thienvanvietnam.org
