Steve - hiện tượng bí ẩn giống cực quang trên bầu trời

Nào, hãy cùng gặp Steve. Anh ta là một hiện tượng kỳ lạ, có nhiều đặc điểm giống với cực quang, được khám phá bởi các nhà thiên văn nghiệp dư và được xác nhận bởi vệ tinh Swarm  của Cơ quan Hàng không Châu Âu (ESA).

Eric Donovan, một nhà nghiên cứu tại Đại học Calgary ở Canada, lần đầu nghe nói về "Steve" trong nhóm Alberta Aurora Chasers (Hội những người Săn tìm cực quang Tỉnh Alberta) trên trang mạng Facebook. Cực quang xịn thường xuất hiện thành những dải sáng đầy sắc màu theo chiều ngang, trong khi Steve là những dải sáng màu xám hoặc tím và nằm dọc.

Để biết rõ hơn về nó, Donovan đã cùng các thành viên của Hội những người Săn tìm cực quang Tỉnh Alberta để so sánh và xác nhận sự khớp nhau về các đặc điểm mà các thành viên của hội quan sát được qua các camera khoa học gắn khắp vùng này, với những dữ liệu về từ trường Trái Đất được ghi nhận từ vệ tinh Swarm.

Nhiếp ảnh gia Dave Markel chụp được một Steve nằm dọc trên bầu trời bắc Canada, ở phía chân trời với màu xanh lục chính là cực quang. Dựa trên dữ liệu của vệ tinh Swarm của Cơ quan Hàng không Âu Châu (ESA), dải sáng Steve kia kéo dài 25 km trong vùng khí nóng có nhiệt độ 3.000 độ C – cao hơn nhiều so với xung quanh, luồng khí này di chuyển với tốc độ 6 km/giây trong khi vùng khí xung quanh chỉ có vận tốc là 10 mét/giây. Hình ảnh: Dave Markel Photography.

“Năm 1997, chúng ta chỉ có duy nhất một máy ảnh chụp toàn cảnh bầu trời ở Bắc Mỹ để quan sát được cực quang từ mặt đất. Vào lúc đó, phải nói là rất may mắn khi chụp được một bức ảnh cực quang trùng với thời điểm có một vệ tinh từ không gian đang hướng về cùng một khu vực đó. Giờ đây, chúng ta có nhiều máy ảnh toàn cảnh và nhiều vệ tinh như Swarm, nên ta có thể tiến hành thực hiện được 100 quan sát mỗi đêm,” ông Donovan cho biết trong một thông cáo báo chí của ESA.

Cực quang được tạo ra khi các hạt điện tích từ Mặt Trời đi vào từ quyển Trái Đất (hay các hành tinh khác) ở hai cực nam bắc, rồi tương tác với các phân tử khí trong bầu khí quyển nơi đây. Tại đây, các hạt điện tích va vào các hạt trung hòa về điện trong khí quyển để tạo ra ánh sáng rực rỡ cả vùng trời.

Đã từng có một thời gian, các nhiếp ảnh gia thiên văn gọi Steve là một "cung tròn proton" (theo một bài viết trên Spaceweather.com vào năm 2016), bởi nguyên do chúng được gây ra bởi các proton tương tác với phân tử khí trong khí quyển chứ không phải là các electron điện từ như lẽ thường.

Vanexus Photography cũng đã có một video đẹp tuyệt vời về hiện tượng này, được ghi hình tại Công viên Tỉnh Porteau Cove, gần Vancouver, Canada vào năm 2016. Họ (hai người, là Karina và Amir) cũng ghi tên hiện tượng này là proton arc ở phần đầu và phần cuối của video.

Nhiếp ảnh gia thiên văn Paul Zizka chụp được khoảnh khắc hiện tượng Steve kép vào tháng 10 năm 2015 tại Công viên Quốc gia Banff ở Dãy núi Rocky của Canada. Hình ảnh: Paul Zizka/zizka.ca.

Trong thực tế, proton tương tác với bầu khí quyển cũng chỉ sản sinh ra ánh sáng khả kiến khá mờ nhạt, do đó Donovan nói rằng ông biết hiện tượng này phải có một nguyên nhân nào đó khác và cần một tên gọi khác. Những nhiếp ảnh gia chụp cực quang đề xuất tên Steve.

Chỉ trong vòng vài tuần tìm kiếm, Donovan đã xác định được các dấu hiệu từ dữ liệu quan sát ở trạm mặt đất, cho thấy đó có thể là Steve và hỏi xem trong hội săn cực quang có ai bắt gặp nó hay không. Rất may mắn khi vệ tinh Swarm đã bay qua khu vực này vào thời điểm xảy ra hiện tượng.

“Khi vệ tinh bay trực tiếp qua vùng trời có Steve, dữ liệu thu được từ các thiết bị đo điện trường cho thấy có sự thay đổi rõ ràng. Nhiệt độ ở khoảng cách 300 cây số so với mặt đất lúc đó là 3.000 độ C, chúng kéo dài trong khoảng 25 km và di chuyển về hướng tây với tốc độ 6 km/giây so với tốc độ của luồng khí xung quanh là 10 mét/giây,” Donovan cho biết.

“Thật đáng ngạc nhiên khi hiện tượng Steve đã chưa bao giờ được bắt gặp bởi rất nhiều dụng cụ khoa học từ trước đến nay, mặc dù nó diễn ra một cách khá thường xuyên. Nhưng giờ đây, chúng ta có những quan sát từ các trạm mặt đất, các vệ tinh và sự bùng nổ của một đội quân các khoa học chuyên nghiệp cũng như nghiệp dư, đang ngày đêm ghi nhận hiện tượng này.”

Quá trình được tiến hành tiếp tục, dữ liệu từ Swarm và các dụng cụ khoa học khác đã làm thu hẹp lại vùng mà hiện tượng này được bắt đầu hình thành. Những công cụ như Aurorasaurus sử dụng mạng Twitter để gởi dữ liệu quan sát được nhằm theo dõi sự xuất hiện của cực quang, các nhiếp ảnh gia săn cực quang ở tỉnh Alberta tiến hành chụp ảnh và cung cấp những dữ liệu khoa học, khiến kết quả thu được sẽ trở nên chính xác hơn bao giờ hết.

Hiện tượng Steve cùng cực quang ở tỉnh British Columbia, Canada.
Xem video trên Vimeo

Vào năm 1997, các nhà khoa học không thể tìm ra được một hiện tượng mới như Steve. Lúc bấy giờ, phải mất đến hàng trăm triệu dollar để tìm ra được một hiện tượng như vậy và thời gian có thể kéo dài đến 10 năm. Giờ đây, với tất cả cơ sở hạ tầng như vệ tinh và đội ngũ các nhà thiên văn nghiệp dư, các nhiếp ảnh gia, đã cùng nhau quan sát và tóm được những hiện tượng chỉ trong vài tuần.

À thiệt ra, Steve không phải tên của một ông Tây nào đó đâu, mà nó là từ viết tắt của Sudden Thermal Emission from Velocity Enhancement (Sự phát thải Nhiệt nóng Đột ngột từ Sự tăng tốc độ của dòng khí).

Tuấn Anh

theo Space