Vết đen Mặt trời là gì?

Bề mặt Mặt Trời sáng chói, thường xuất hiện những vết tối gọi là vết đen hay nhật ban. Những ngày gió cát đầy trời, ánh nắng giảm yếu ta có thể dùng mắt thường cũng thấy được.

Những ghi chép sớm nhất về vết đen được thế giới thừa nhận ghi trong cuốn sử "Hán thư - Ngũ hành chí". Đó là lần quan trắc vết đen lớn nhất ngày 10 tháng 5 năm 28 trước Công Nguyên. Điều đó xẩy ra sớm hơn 800 năm so với phát hiện vết đen Mặt Trời của Châu Âu.

Điểm đen trên thực tế là gió bão trên bề mặt Mặt Trời, là một luồng khí xoáy rất lớn. Một vết đen phát triển hoàn toàn có một nhân trung tâm gần như hình tròn hơi đen, gọi là "bóng thực", mặt ngoài chung quanh nó là hình ảnh những sợi khá sáng, gọi là "bóng ảo".

Điểm đen thực ra không đen, nhiệt độ của nó khoảng 4500 độ, so với nước thép sôi còn sáng hơn nhiều. Nhưng vì nhiệt độ chung quanh của nó là 6000 độ nên nó thấp hơn khoảng 1.500 độ, so sánh ta sẽ thấy nổi lên hình ảnh của một vết đen. Đường kính của vết đen thường trên 1000 km, những vết đen, đặc biệt là một đám vết đen đường kính có thể đạt đến trên 10 vạn km.

Người ta phát hiện: vết đen xuất hiện trên Mặt Trời bao giờ cũng theo một quy luật nhất định: số lượng vết đen tăng lên theo từng năm, tăng đến cực vết rồi lại giảm xuống theo từng năm. Từ số vết đen nhỏ nhất đến năm có vết đen nhiều nhất thời gian bình quân là 11 năm gọi là một chu kỳ hoạt động của Mặt Trời. Mức độ vết đen xuất hiện trên Mặt Trời bao nhiêu được dùng làm tiêu chí để đánh giá sự hoạt động mạnh hay yếu của Mặt Trời.

Điểm đen của Mặt Trời còn có một đặc trưng rõ rệt, đó là sự phân bố của đa số vết đen trên Mặt Trời xuất hiện trong phạm vi từ 8o - 35o hai bên đường xích đạo.

Từ năm 1908 nhà thiên văn Hall người Mỹ đã phát hiện một phương pháp quan sát vết đen và từ trường vết đen của Mặt Trời. Dùng phương pháp này Hall và một số người khác đã phát hiện vết đen có từ trường phổ biến khá mạnh. Điều thú vị là từ tính của từ trường vết đen có sự biến đổi phức tạp và có quy luật. Chu kỳ biến đổi là 22 năm. Phát hiện này về sau được nhiều kết quả quan trắc chứng thực.

Hall và một số người khác căn cứ kết quả quan trắc về sự biến đổi cực tính từ trường vết đen, nên năm 1919 đã đưa ra chu kỳ hoàn chỉnh của hoạt động vết đen Mặt Trời gấp đôi 11 năm, tức là 22 năm. Nó thường được gọi là chu kỳ chuyển đổi cực từ, gọi tắt là chu kỳ từ, hoặc gọi nó là định luật Hale.