Tất cả là nhờ một thiết bị mới toanh: Bộ lọc điều chỉnh khả kiến (Visible Tunable Filter – VTF), trái tim công nghệ vừa được lắp đặt vào Kính viễn vọng Mặt trời Inouye, kính viễn vọng mặt trời mạnh nhất từng được chế tạo.
Bức ảnh đầu tiên chụp bởi VTF vừa được công bố vào đầu tháng 12, hé lộ một cụm vết đen mặt trời to bằng cả một lục địa, nằm lồ lộ giữa bầu khí quyển trong của mặt trời.
Mỗi pixel trong bức ảnh đại diện cho khoảng 10 km, nghĩa là từng rãnh rạn, từng bãi plasma hỗn loạn, từng nếp gợn ánh sáng đều rõ như lòng bàn tay.
Friedrich Woeger, nhà khoa học đứng đầu chương trình, mô tả đây là bước ngoặt không chỉ về công nghệ mà còn trong khả năng hiểu và dự đoán thời tiết vũ trụ – thứ có thể gây ra những “trận cuồng phong điện từ” đủ sức đánh sập lưới điện và vệ tinh trên Trái đất. “Sự kiện Carrington” năm 1859 từng đốt cháy các trạm điện báo. Nếu xảy ra lại ngày nay, thiệt hại có thể tính bằng nghìn tỷ USD.
VTF là một loại máy quang phổ phân cực hình ảnh có khả năng “tách sóng” ánh sáng một cách cực kỳ chính xác. Thay vì thu mọi bước sóng cùng lúc như một máy ảnh thông thường, VTF hoạt động như một chiếc radio tinh chỉnh, lọc từng bước sóng riêng biệt nhờ hai tấm kính cách nhau vài micron, gọi là etalon.
Sóng ánh sáng khi bị “kẹt” giữa hai tấm này sẽ giao thoa – triệt tiêu hoặc tăng cường lẫn nhau – để tạo ra ảnh có độ phân giải cao và đúng “màu” bước sóng cần thiết.
Trong vài giây, VTF có thể chụp hàng trăm tấm ảnh qua hàng trăm bộ lọc rồi dựng lại thành một “ảnh chụp nhanh 3D” của bề mặt Mặt trời. Với công cụ này, các nhà nghiên cứu giờ có thể đo nhiệt độ, áp suất, tốc độ và từ trường của từng lớp trong bầu khí quyển Mặt trời như đang giải phẫu một ngôi sao.
“Các vết đen mặt trời trông có vẻ tối, nhưng thực ra vẫn nóng hơn bất kỳ lò nướng nào trên Trái đất”, nhà khoa học Mark Miesch ví von. Những vùng này giống như “phích cắm từ tính”, nơi từ trường xoắn vặn và cản trở dòng nhiệt từ lõi Mặt trời thoát ra ngoài, thường là nơi phát sinh các vụ phun trào khối vành nhật hoa (CME) – những trận bão plasma khổng lồ có thể “tạt” thẳng vào Trái đất.
Mặt trời hiện đang ở giai đoạn “cực đại” – đỉnh điểm trong chu kỳ 11 năm hoạt động từ trường của nó. Đây chính là thời điểm sôi động nhất, nơi vết đen xuất hiện dày đặc, từ trường đảo chiều và Mặt trời có thể bất ngờ bùng nổ. Các nhà khoa học kỳ vọng thời kỳ cực đại này sẽ kéo dài trong vài tháng tới – đủ lâu để VTF phô diễn toàn bộ sức mạnh.
Tọa lạc trên đỉnh núi lửa Haleakalā cao 3.000 mét ở đảo Maui, Hawaii, Kính viễn vọng Mặt trời Inouye cùng thiết bị VTF hiện đang đi đầu trong nỗ lực toàn cầu nhằm giải mã hành vi thất thường của mặt trời. Thiết bị này là kết quả của hơn 10 năm phát triển, được thiết kế ở Đức, vận chuyển vòng quanh thế giới rồi lắp ghép thủ công.
Nếu mọi việc suôn sẻ, VTF sẽ hoạt động hoàn toàn vào năm 2026. “VTF không chỉ là trái tim của kính viễn vọng này. Nó cuối cùng cũng bắt đầu đập ở đúng nơi nó thuộc về”, tiến sĩ Matthias Schubert, nhà khoa học dự án, xúc động nói.
