Sự giảm liên tục công suất phát năng lượng của Mặt trời có thể xảy ra thường xuyên hơn so với kinh nghiệm hiện đại đề xuất, theo một đội nhà thiên văn quốc tế nghiên cứu hoạt động của một số ngôi sao kiểu Mặt trời. Các kết quả có thể nghĩa là những thay đổi trước đây về nhiệt độ toàn cầu có khả năng liên quan nhiều hơn đến những biến thiên trong hoạt động mặt trời so với trước nay người ta vẫn nghĩ, và có thể cho phép chúng ta tiên đoán những thay đổi tương tự trong tương lai.

Cụm thiên hà M67 có nhiều ngôi sao giống như Mặt trời. (Ảnh: Đài thiên văn Palomar/STScI/WikiSky)

Mặt trời của chúng ta có một chu trình hoạt động từ đã biết rõ với chu kì khoảng 11 năm. Chu kì này có thể quan sát dưới dạng sự tăng và giảm số vết đen mặt trời và sự biến thiên khoảng 0,15% công suất năng lượng của Mặt trời. Những quan sát trực tiếp số lượng vết đen mặt trời đã có trong khoảng 400 năm, nhưng lượng cacbon-14 mà các sinh vật sống có được giảm trong những chu kì hoạt động cao và đặc tính này có thể sử dụng để lập biểu đồ hoạt động mặt trời lùi ngược lại đến vài nghìn năm.

Phòng thí nghiệm mặt trời

Hồi năm 2006, Mark Giampapa thuộc Đài thiên văn Mặt trời quốc gia, Arizona, Mĩ, và các cộng sự đã sử dụng Kính thiên văn Rất Lớn (VLT) ở Chile để đo mức độ hoạt động của 60 ngôi sao trong cụm thiên hà M67 – cách chúng ta gần 3000 năm ánh sáng. “M67 là một phòng thí nghiệm mặt trời lí tưởng theo ý nghĩa là nó có cùng tuổi như Mặt trời và hầu như có sự đa dạng hóa học giống hệt”, Giampapa phát biểu với physicsworld.com.

Các vết đen không thể quan sát trực tiếp trên những ngôi sao ở xa, cho nên đội nghiên cứu tập trung vào các vạch phổ phát xạ nhất định trong quang phổ của ánh sáng phát ra bởi các ngôi sao. Chiều rộng của những vạch phổ này có thể liên hệ với mức độ hoạt động từ tính trong ngôi sao, cho phép đội nghiên cứu kết luận rằng 7 – 12% ngôi sao biểu hiện hoạt động gần mức một cực đại mặt trời tiêu biểu và 17% dưới mức một cực đại mặt trời tiêu biểu.

Giampapa và Ansgar Reiners thuộc trường Đại học George August ở Đức đã thực hiện thêm những phép đo về những ngôi sao hoạt động cao này và nhận thấy chúng ít giống Mặt trời hơn so với ban đầu người ta nghĩ. “Những ngôi sao hoạt động mạnh hơn Mặt trời đó tại cực đại của chu kì vết đen của nó dường như đang quay nhanh hơn, tự nhiên làm phát sinh hoạt tính mạnh hơn”, Giampapa giải thích. Trong một số trường hợp, các ngôi sao đang quay nhanh hơn Mặt trời hai lần và vì thế không có khả năng là một đại diện thật sự của ngôi sao của chúng ta.

Một đặc điểm không điển hình ?

Những mức hoạt động thấp không thể nào giải thích quá dễ dàng và có thể tiêu biểu cho một đặc điểm điển hình trong hoạt động của một ngôi sao kiểu Mặt trời. Một thí dụ đã biết rõ thuộc một chu kì mặt trời im lìm bất thường như thế là Cực tiểu Maunder thuộc thế kỉ 17, khi một sự suy giảm đáng kể số lượng vết đen mặt trời trùng với một sự giảm kỉ lục nhiệt độ toàn cầu. Nếu nghiên cứu của Giampapa là đúng, thì nó có thể có nghĩa là Mặt trời trải qua một lượng lớn thời gian của nó trong một trạng thái kiểu Cực tiểu Maunder – và nó có thể tiết lộ bao nhiêu khả năng chúng ta sẽ trải nghiệm với những chu kì dịu đi như thế trong tương lai.

“Cách hiểu như thế này về Mặt trời còn được ủng hộ bởi số liệu cacbon-14 địa cầu cho thấy sự phong phú đồng vị này đi cùng với hoạt động mặt trời mức thấp hơn”, Giampapa nói.

Tuy nhiên, Lyndsay Fletcher, một nhà vật lí mặt trời tại trường Đại học Glasgow, không tham gia trong nghiên cứu trên, cho rằng nên thận trọng hơn với cách giải thích những kết quả trên. Bà mô tả kết quả trên là “thật sự thú vị” và “bằng chứng nằm ở đó nhưng nó huyền ảo và khó biết làm thế nào liên hệ nó với Mặt trời”.

Không tuyệt đối giống như Mặt trời

Vấn đề nằm ở chỗ thực tế là các ngôi sao M67 không tuyệt đối giống hệt như Mặt trời của chúng ta. “Những ngôi sao này là mặt trời điển hình nhưng chúng không chính xác cùng loại. Chúng biến đổi từ G2 đến G6, và Mặt trời là một ngôi sao G2”, Fletcher giải thích.

“Thật là một nghiên cứu rất hứng thú và có vẻ như họ đã làm xong một phần việc cực kì tuyệt vời nhưng tôi nghĩ có nhiều việc phải làm nữa để xem đề xuất thú vị này có thật sự được xác nhận hay không”, bà nói.

Nghiên cứu đã được phê duyệt cho đăng trên tờ Astrophysical Journal.

Thư viện Vật lý (Theo physicsworld.com)