Lá chắn vô hình bảo vệ trái đất
Ở vùng cận không gian ngay bên ngoài rìa khí quyển, đây là nơi tập kết của các hạt electron “sát thủ” luôn đe dọa phá hỏng vệ tinh và gây ảnh hưởng đến sức khỏe của các phi hành gia. Tuy nhiên, sự sống trên trái đất hầu như được bảo toàn nhờ vào sự hiện diện của công nghệ “lá chắn” giống như loại dùng cho tàu du hành vũ trụ Enterprise trong loạt phim Star Trek. Phát hiện mới, được công bố trên chuyên san Nature, có thể giúp giới khoa học hiểu kỹ càng hơn về cơ chế phức tạp của các vành đai bức xạ Van Allen.
Các vành đai bức xạ Van Allen, được phát hiện vào năm 1958, hiển thị dưới dạng hai vòng có hình bánh rán, cấu thành từ các hạt phân tử mang điện tích lượn lờ ở độ cao hơn 40.000 km. Chúng được duy trì đúng vị trí nhờ vào trường điện từ của hành tinh chúng ta. Các nhà khoa học phát hiện có vẻ như phần bên trong của vành đai chứa đầy các hạt proton điện tích cao, còn khu vực bên ngoài toàn là hạt electron. Những vành đai này được cho là liên tục bổ sung bởi các tia vũ trụ và gió mặt trời, và chúng có thể phồng lên hoặc co lại tùy theo diễn biến của thời tiết không gian. Trong số này, nguy hiểm nhất chính là các hạt electron “sát thủ”. Vậy thì tại sao những hạt điện tích tốc độ cực cao này, di chuyển với tốc độ hơn 160.000 km/giờ, lại ít gây rắc rối cho cộng đồng sinh vật trên bề mặt trái đất?
Để tìm hiểu lý do đằng sau thực tế đáng mừng rằng các hạt điện tích nguy hiểm không thể xuyên đến bề mặt trái đất, các nhà khoa học nghiên cứu hai vành đai bằng cách sử dụng đôi phi thuyền Van Allen của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA). Hóa ra, toàn bộ sức mạnh tấn công của các hạt electron đều bị hóa giải ở ngưỡng độ cao gần 11.600 km, giống như thể chúng bị đâm vào một bức tường bằng kính, theo trưởng nhóm Daniel Baker, Giám đốc Phòng Thí nghiệm về vật lý vũ trụ và khí quyển thuộc Đại học Colorado Boulder (Mỹ). “Sự hiện diện của rào cản kiên cố, trong suốt và có vẻ như vô cùng vững chắc tại vị trí cụ thể này thực sự là một câu đố”, theo báo cáo. Việc cắt đứt một cách gọn ghẽ mọi hoạt động của electron của vành đai Allen thật sự khiến các chuyên gia vô cùng ngạc nhiên, vì họ mường tượng ra một sự chuyển biến hạt điện từ một cách tự nhiên chứ không phải diễn ra gắt gao và dứt khoát như vậy. Theo các giả thuyết trước đó, giới khoa học cho rằng trường điện từ của địa cầu có thể bắt lấy các electron, hoặc bằng cách nào đó các tín hiệu vô tuyến do người tạo ra đã phần nào ngăn chặn đà công kích của các hạt vũ trụ. Tuy nhiên, phát hiện mới đã gạt bỏ mọi giả thuyết trên.
Các nhà nghiên cứu cho rằng tình trạng trên có thể liên quan đến lớp khí lạnh chứa điện tích ở khu vực gọi là quyển plasma bắt đầu ở độ cao gần 1.000 km, trải dài qua hàng nghìn km và xen vào vành ngoài của vành đai Van Allen. Có vẻ như các sóng điện từ tần số thấp phát ra từ lớp khí này đã làm tản mát các hạt electron tại ranh giới của quyển plasma, buộc chúng rơi vào khí quyển, va chạm với các hạt điện tích trung hòa và biến mất.
