Hệ Mặt Trời cũng có "cái đuôi" giống sao chổi
Mặc dù chưa từng quan sát được nhưng từ lâu, giới thiên văn đã đưa ra giả định rằng hệ Mặt Trời của chúng ta di chuyển liên tục trong không gian vũ trụ và nó cũng có một cái "đuôi" kéo dài phía sau giống như sao chổi. Hôm nay, tàu vũ trụ khám phá không gian liên sao Interstellar Boundary Explorer (IBEX) của NASA đã lần đầu tiên bản đồ hóa các ranh giới của phần đuôi này (được gọi là nhật vĩ), qua đó khẳng định sự tồn tại và cho thấy hình dạng thật sự của nó.
Các kính thiên văn vũ trụ có thể phát hiện phần đuôi xung quanh những ngồi sao khác nhưng rất khó để xác định liệu Thái Dương hệ có sở hữu một chiếc đuôi hay không. Vào năm 2003, vệ tinh thăm dò không gian Pioneer 10 được phóng năm 1972 đã bất ngờ mất năng lượng ngay trước khi nó xâm nhập vào khu vực được cho là nhật vĩ, vì vậy NASA không nhận được bất cứ dữ liệu nào để có thể khẳng định sự tồn tại của nó. Thêm vào đó, các hạt vật chất trôi nổi trong nhật vĩ không phát sáng nên chúng không thể được nhìn thấy theo cách thông thường.
Bằng cách kết hợp hình ảnh được IBEX ghi lại trong suốt 3 năm, nhóm nghiên cứu tại NASA đã bản đồ hóa phần đuôi của nhật quyển trong đó chứa các hạt di chuyển nhanh và chậm. Bản đồ cho thấy có 2 phần màu đỏ và vàng thể hiện các hạt di chuyển chậm trong khi phần màu xanh phía trên và dưới là các hạt di chuyển nhanh hơn. Nhật vĩ có cấu trúc vặn xoắn do tác động của các từ trường từ bên ngoài hệ Mặt Trời. Thêm vào đó, những cơn gió Mặt Trời thổi nhanh phát ra gần các cực và những cơn gió chậm hơn phát ra tại khu vực cận xích đạo đã tạo nên hình dạng "cỏ 4 lá" cho nhật vĩ. Mặt Trời có chu kỳ hoạt động 11 năm và đây là mô hình phổ biến trong giai đoạn gần nhất của chu kỳ này.
Tuy nhiên, hình dạng cỏ 4 lá không hoàn toàn thẳng hàng với hệ Mặt Trời. Hình dạng này xoay chuyển luân phiên cho thấy rằng khi gió Mặt Trời di chuyển xa hơn so với tác động từ trường của Mặt Trời, các hạt mang điện được tái định hướng thẳng hàng với các từ trường từ của thiên hà. Gió Mặt Trời lan tỏa theo mọi hướng và khi đi qua những hành tinh ngoài cùng, tốc độ gió chậm dần và uốn cong trở lại dọc theo nhật vĩ. Các hạt mang điện từ gió Mặt Trời sẽ nhập chung với các hạt từ vật chất liên sao di chuyển theo hướng ngược lại tại ranh giới nhật quyển. Nơi gió Mặt Trời bị chặn lại bởi môi trường liên sao được gọi là Heliopause.
Khi các nguyên tử trung tính di chuyển chậm xuất phát từ một nơi nào đó trong thiên hà va chạm với các hạt mang điện di chuyển nhanh hơn, chúng sẽ trao đổi một electron, từ đó tạo nên một hạt mang điện di chuyển chậm và một nguyên tử trung tính di chuyển nhanh. Nguyên tử trung tính không bị ràng buộc bởi các từ trường vì vậy tốc độ của nó không bị suy giảm theo mọi hướng.
Bằng kĩ thuật ảnh hóa nguyên tử trung tính hoạt hóa cao, IBEX có thể đo được các hạt trung tính phát sinh bởi những va chạm nói trên tại ranh giới nhật quyển để quan sát các cấu trúc ở xa và biểu đồ hình dạng của nhật vĩ. Quy trình bản đồ hóa dựa trên đường đi của các hạt trung tính không bị tác động bởi các từ trường của nhật quyển.
Mặc dù các nhà khoa học đã có thể xác nhận sự tồn tại và mô tả hình dạng của nhật vĩ nhưng hiện tại họ vẫn chưa biết được độ dài của cái "đuôi". Tuy nhiên, họ tin rằng nhật vĩ sẽ mất dần đi và trở nên không thể phân biệt được so với phần còn lại của không gian liên sao.
Từ việc quan sát được nhật vĩ, nhóm nghiên cứu có thể thử nghiệm các mô phỏng của nhật quyển trên máy tính và tiếp tục cải tiến mô hình bằng dữ liệu thu lại từ các trang thiết bị ngoài không gian và hoạt động phân tích trên mặt đất. Qua đó, họ hy vọng có thể nâng tầm hiểu biết về "cái đuôi" giống sao chổi phía sau chúng ta. Và biết đâu cái đuôi này sẽ cho chúng ta cái nhìn sâu hơn về nơi mọi thứ bắt đầu hay nơi chúng ta đang hướng đến.
Nghiên cứu trên đã được đăng tải trên tạp chí The Ashtrophysical Journal.
