Khi áp tai xuống đất đúng chỗ, bạn có thể nghe thấy tiếng tàu hỏa từ xa hàng dặm. Rất lâu trước khi đoàn tàu hiện ra phía chân trời, những rung chuyển truyền qua lòng đất đã báo trước sự xuất hiện của nó. Các nhà khoa học cũng đang làm một điều tương tự với Mặt Trời: áp tai – mang tính ẩn dụ – lên bề mặt Mặt Trời và lắng nghe những tiếng động sâu bên trong. Những gì họ vừa thu được thực sự gây bối rối.
Kỹ thuật này gọi là nhật chấn động học (helioseismology). Nó vận hành bằng cách theo dõi các sóng âm cực nhỏ dội quanh bên trong Mặt Trời. Cũng như các nhà địa chất sử dụng sóng địa chấn để lập bản đồ lòng đất, các nhà vật lý Mặt Trời tận dụng những dao động này để nhìn xuyên qua bề mặt khả kiến – nơi không thiết bị nào có thể tiếp cận trực tiếp.
Hơn bốn thập kỷ qua, một mạng lưới toàn cầu gồm sáu kính viễn vọng mang tên BiSON (Mạng lưới Dao động Mặt Trời Birmingham) đã âm thầm lắng nghe và xây dựng một trong những bộ dữ liệu đáng chú ý nhất toàn ngành vật lý thiên văn.
Hoạt động từ trường của Mặt Trời lên xuống theo chu kỳ 11 năm. Ở đỉnh cao, gọi là cực đại Mặt Trời, bề mặt sôi sục với các vết đen, các đợt bùng phát với năng lượng tương đương hàng tỷ quả bom hạt nhân, cùng những đám plasma khổng lồ bị bắn vào không gian. Ở cực tiểu, mọi thứ lắng dịu đáng kể.
Chu kỳ này tác động cực lớn tới Trái Đất. Bão Mặt Trời có thể phá hủy vệ tinh, gây nhiễu hệ thống GPS, làm hỏng mạng lưới liên lạc và trong các trường hợp cực đoan, làm tê liệt lưới điện. Hiểu và dự báo hành vi của Mặt Trời không chỉ là khoa học thú vị, mà đang trở thành yếu tố sống còn đối với sự ổn định của cơ sở hạ tầng.
Chính vì vậy, phát hiện mới nhất từ nhóm BiSON đặc biệt quan trọng. Bằng cách phân tích gần bốn thập kỷ dữ liệu nhật chấn động học, trải dài các chu kỳ Mặt Trời có số thứ tự từ 22 đến 25 – từ năm 1987 đến tận 2025 – các nhà nghiên cứu phát hiện một sự dịch chuyển âm thầm: Hoạt động từ trường của Mặt Trời đang bị ép vào một lớp nông hơn, ngay bên dưới bề mặt khả kiến. Qua mỗi chu kỳ, sự nén ép này ngày càng rõ rệt. Ở chu kỳ 25 hiện tại, hiệu ứng đặc biệt mạnh.
Điều kỳ lạ ở đây là: các phép đo truyền thống về hoạt động Mặt Trời, như số lượng vết đen hay cường độ từ trường trên bề mặt, cho thấy chu kỳ 25 khá khiêm tốn. Nhưng dữ liệu nhật chấn động học kể một câu chuyện khác. Nhìn vào các dao động tần số cao – vốn thăm dò các lớp nông nhất – thì chu kỳ 25 mạnh mẽ chẳng kém các chu kỳ trước. Mặt Trời trông khác hẳn tùy vào vị trí quan sát: bề mặt tỏ ra hoạt động yếu, nhưng bên trong thì không.
Điều này có nghĩa là gì? Câu trả lời trung thực: chưa ai thực sự chắc chắn. Tác giả chính, Giáo sư Bill Chaplin của Đại học Birmingham, mô tả đây là việc Mặt Trời có khả năng bước vào “một chế độ vận hành khác”. Liệu đó là sự thay đổi lâu dài trong bản chất cốt lõi của Mặt Trời, hay chỉ đơn thuần là một chương trong một chu kỳ dài hơn mà chúng ta chưa thể lập bản đồ đầy đủ – vẫn còn là câu hỏi bỏ ngỏ.
Điều chúng ta biết chắc chắn: câu trả lời là quan trọng. Một Mặt Trời đang tái cấu trúc kiến trúc từ trường bên trong theo cách chúng ta chưa hiểu tường tận, đồng nghĩa với một Mặt Trời khó dự báo hành vi hơn trong tương lai. Và trong một thế giới ngày càng phụ thuộc vào vệ tinh, truyền thông và công nghệ kết nối, một cú sốc bất ngờ từ ngôi sao gần nhất là điều mà chúng ta không hề mong muốn.
Kính viễn vọng Mặt Trời vận hành trong khuôn khổ Mạng lưới BiSON đã phát hiện các tín hiệu bất thường bên trong lòng Mặt Trời. Ảnh: Astronomy Additions
Chu kỳ Mặt Trời được phủ lên trên ảnh chụp Mặt Trời. Ảnh: Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Marshall, NASA
