Mặt Trời thường xuyên phóng ra những khối plasma khổng lồ vào không gian, được gọi là những vụ phụ trào nhật hoa lớn (viết tắt là các CME). Những hiện tượng này thường xảy ra đồng thời với những vụ bùng sáng đột ngột gọi là quầng lửa, và đôi khi lan rộng đủ xa để gây xáo trộn từ quyển của Trái Đất, tạo ra các hiện tượng thời tiết không gian như cực quang hoặc bão từ, thậm chí có thể làm hư hại lưới điện.
Các nhà khoa học cho rằng, khi Mặt Trời và Trái Đất còn non trẻ, Mặt Trời hoạt động mạnh đến mức các CME có thể đã ảnh hưởng đến sự xuất hiện và tiến hóa của sự sống trên Trái Đất. Thực tế, các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng những ngôi sao trẻ dạng Mặt Trời - vốn được xem là hình ảnh đại diện cho Mặt Trời thời kỳ sơ khai - thường xuyên tạo ra những quầng lửa mạnh mẽ vượt xa bất kỳ quầng lửa nào trong lịch sử hiện đại.
Những CME khổng lồ từ Mặt Trời sơ khai có thể đã tác động nghiêm trọng đến môi trường ban đầu của Trái Đất, Sao Hỏa và Sao Kim. Tuy nhiên, mức độ mà các vụ nổ trên những ngôi sao trẻ này giống với CME của Mặt Trời hiện nay vẫn chưa rõ ràng. Trong những năm gần đây, plasma nguội của CME đã được phát hiện qua các quan sát quang học từ mặt đất. Tuy nhiên, vận tốc cao và tần suất xuất hiện lớn của các CME mạnh trong quá khứ vẫn chưa được ghi nhận rõ ràng.
Để giải quyết vấn đề này, một nhóm nghiên cứu quốc tế, trong đó có Kosuke Namekata thuộc Đại học Kyoto, đã tìm cách kiểm tra xem các ngôi sao trẻ dạng Mặt Trời có tạo ra các CME giống như Mặt Trời hay không. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Astronomy.
“Điều truyền cảm hứng lớn nhất cho chúng tôi chính là bí ẩn lâu dài về việc hoạt động mãnh liệt của Mặt Trời trẻ đã ảnh hưởng đến Trái Đất sơ khai như thế nào,” Namekata chia sẻ. “Bằng cách kết hợp các thiết bị quan sát từ không gian và mặt đất trên khắp Nhật Bản, Hàn Quốc và Hoa Kỳ, chúng tôi đã có thể tái dựng lại những gì có thể đã xảy ra cách đây hàng tỷ năm trong Hệ Mặt Trời của chúng ta.”
Phân tích của nhóm nghiên cứu bao gồm các quan sát tử ngoại đồng thời từ kính thiên văn không gian Hubble và các quan sát quang học từ các kính thiên văn đặt tại Nhật Bản và Hàn Quốc. Mục tiêu của họ là một ngôi sao trẻ dạng Mặt Trời có tên “EK Draconis.” Kính thiên văn Hubble quan sát các vạch phát xạ tử ngoại xa nhạy với plasma nóng, trong khi ba kính thiên văn mặt đất đồng thời quan sát vạch phổ hydro “Hα,” chỉ ra khí lạnh hơn.
Những quan sát phổ học đa bước sóng đồng thời này cho phép nhóm nghiên cứu ghi lại cả thành phần nóng và lạnh của sự phun trào trong thời gian thực.
Những quan sát đó đã dẫn đến bằng chứng đầu tiên về một vụ phun trào nhật hoa có nhiều mức nhiệt độ từ EK Draconis. Nhóm nghiên cứu phát hiện plasma nóng ở khoảng 100.000 K đã được phóng ra với vận tốc từ 300 đến 550 km/s, và khoảng 10 phút sau đó là khí lạnh hơn ở khoảng 10.000 K được phóng ra với vận tốc 70 km/s.
Plasma nóng mang theo năng lượng lớn hơn nhiều so với plasma lạnh, cho thấy các CME mạnh và thường xuyên trong quá khứ có thể tạo ra những cú sốc mạnh và các hạt năng lượng cao có khả năng bào mòn hoặc biến đổi hóa học bầu khí quyển của các hành tinh sơ khai.
Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đều ủng hộ vai trò then chốt của các CME mạnh và các hạt năng lượng cao trong việc khởi phát các phân tử sinh học và khí nhà kính - những yếu tố thiết yếu cho sự xuất hiện và duy trì sự sống trên một hành tinh sơ khai.
Do đó, phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với việc hiểu về khả năng tồn tại sự sống trên các hành tinh và những điều kiện dẫn đến sự sống trên Trái Đất, cũng như có thể là ở những nơi khác trong vũ trụ.
Nhóm nghiên cứu cũng lưu ý rằng thành công của nghiên cứu này đạt được nhờ sự phối hợp quốc tế chặt chẽ và sự điều phối chính xác giữa các đài quan sát từ không gian và mặt đất.
“Chúng tôi rất vui khi thấy rằng, dù các quốc gia của chúng tôi khác nhau, nhưng tất cả đều chia sẻ cùng một mục tiêu: tìm kiếm chân lý thông qua khoa học,” Namekata nói.
R.T
Theo Phys.org
