Ngày 1 tháng Chín 1859, những thợ mỏ theo cơn sốt tìm vàng ở Colorado thức giấc vào một ngày nắng đẹp. Hay chỉ là họ nghĩ vậy mà thôi. Họ ngạc nhiên vì thực ra mới chỉ 1 giờ sáng; bầu trời không phải do Mặt trời chiếu sáng mà là những dải sáng rực rỡ. Dải sáng này được nhìn thấy xa đến tận vùng biển Caribê, khiến người dân nhiều nơi nghĩ rằng các thành phố lân cận bị hỏa hoạn. Nhưng nguyên nhân thực sự là do Sự kiện Carrington một cơn bão mặt trời- lớn nhất được ghi nhận trong lịch sử.
Bão mặt trời là một trong nhiều hiện tượng vật lý thiên văn do từ trường gây ra. Các từ trường này được tạo ra do sự chuyển động của các hạt mang điện như proton và electron. Ví dụ, từ trường của Trái đất được tạo ra do các kim loại nóng chảy tích điện lưu thông trong lõi ngoài của hành tinh. Tương tự, từ trường của Mặt trời do các dòng đối lưu chuyển động mạnh trong plasma tạo nên các vì sao. Khi plasma từ từ xoáy, sẽ tạo ra các khu vực có từ tính mạnh gọi là vết đen mặt trời. Các từ trường hình thành gần những khu vực này thường có dạng xoắn và cong. Và khi bị kéo dãn quá mức, từ trường sẽ trả về hình dạng đơn giản hơn, tạo ra năng lượng để phóng plasma từ trên bề mặt Mặt trời. Những vụ nổ này gọi là “gió mặt trời” hay “phun trào cực quang”.
Plasma - chủ yếu cấu thành từ proton và electron - tăng tốc nhanh chóng, đạt tới hàng nghìn km/giây cực kì nhanh. Một vụ phun trào cực quang điển hình sẽ lắp đầy khoảng cách Mặt trời và Trái đất chỉ trong vài ngày, chạy dài theo từ trường xuyên qua hệ Mặt trời. Và các vật chất đi qua quỹ đạo Trái đất sẽ bị hút vào đường sức từ trường của nó, rơi vào bầu khí quyển quanh các cực từ của hành tinh. Làn sóng khổng lồ các hạt năng lượng cao này kích thích các nguyên tử trong khí quyển như oxy và nitơ, khiến chúng giải phóng nhanh chóng các photon với mức năng lượng khác nhau. Tạo ra một màn biểu diễn ánh sáng tuyệt đẹp được gọi là cực quang. Và dù hiện tượng này thường chỉ có thể quan sát khi ở gần các cực của Trái đất, với các cơn bão mặt trời mạnh hơn có thể phóng ra đủ các hạt năng lượng cao để thắp các dải sáng lớn trên bầu trời.
Từ trường trong hệ mặt trời không là gì hết so với từ trường trong không gian vô tận. Một số sao neutron tạo ra từ trường mạnh gấp 100 tỷ lần so với từ trường trong vết đen Mặt trời. Và từ trường quanh các siêu lỗ đen bắn ra các tia khí dài hàng nghìn năm ánh sáng. Tuy nhiên, các cơn bão Mặt trời yếu có thể nguy hiểm không ngờ. Trong khi các cơn bão này thường không làm hại đến con người, các hạt năng lượng cao rơi vào khí quyển sẽ tạo ra từ trường thứ cấp, từ đó, sinh ra dòng điện lớn gây hiện tượng đoản mạch thiết bị điện. Trong Sự kiện Carrington, lúc bấy giờ chỉ có một công nghệ điện phổ biến là điện báo. Nhưng kể từ đó, ta ngày càng phụ thuộc hơn vào hệ thống điện. Năm 1921, một cơn bão mặt trời có sức ảnh hưởng lớn đã làm bốc cháy các điện thoại và thiết bị điện báo trên toàn cầu. Ở New York, toàn bộ hệ thống đường sắt ngừng hoạt động và hỏa hoạn bùng phát tại các tòa kiểm soát trung tâm. Các cơn bão tương đối yếu vào năm 1989 và năm 2003 đã làm tắt các mạng lưới điện các khu vực ở Canada và phá hủy nhiều vệ tinh. Nếu ngày nay, ta phải hứng chịu một cơn bão mạnh như Sự kiện Carrington, nó có thể phá hủy hành tinh kết nối và tích điện của chúng ta. May thay, chúng ta vẫn có thể tự vệ. Sau khi nhiều thế kỷ quan sát vết đen Mặt trời, các nhà nghiên cứu nhận thấy hoạt động từ trường của Mặt trời thường tuân theo chu kì 11 năm, giúp xác định thời điểm bão Mặt trời có khả năng xảy ra cao. Và khi dự báo được thời tiết không gian, ta có thể có những biện pháp để giảm thiểu thiệt hại. Lưới điện cần được ngắt trước khi bão mặt trời xảy ra, cần lắp đặt các tụ điện để hấp thụ dòng năng lượng đột ngột. Nhiều vệ tinh và tàu vũ trụ hiện đại được trang bị vỏ bọc đặc biệt để hấp thụ tác động của bão mặt trời. Dù đã có các biện pháp bảo vệ, nhưng khó để biết công nghệ sẽ phản ứng ra sao khi các sự kiện lớn hơn xảy ra. Có thể một ngày, ánh sáng duy nhất còn lại soi đường cho chúng ta là cực quang trên cao.
https://www.ted.com/talks/fabio_pacucci_why_the_sun_could_crash_your_internet/transcript?language=vi