Hiện tượng cực quang là gì: 365 ngày diễn ra nhưng người Việt không thể thấy

Cực quang là hiện tượng quang học với những dải ánh sáng nhiều màu sắc xuất hiện trên bầu trời đêm, sinh ra từ sự tương tác giữa các hạt mang điện tích trong gió Mặt Trời và tầng khí quyển của hành tinh. Hàng triệu người mỗi năm sẵn sàng di chuyển đến vùng cực chỉ để một lần chứng kiến tận mắt.

Cực quang là gì và được hình thành như thế nào?

Cực quang là hiện tượng quang học, thể hiện qua những dải ánh sáng nhiều màu sắc chuyển động trên bầu trời đêm. Đó là một trong những hiện tượng thiên nhiên đẹp nhất mà mắt thường có thể quan sát được trực tiếp. Dải sáng có thể trải dài hàng nghìn km, uốn lượn như những tấm rèm khổng lồ với các màu xanh lá, đỏ, tím xen kẽ nhau. Cường độ và hình dạng thay đổi liên tục trong vài phút đến vài giờ, tạo nên một show diễn tự nhiên không lặp lại.

Cực quang hình thành qua một chuỗi quá trình bắt đầu từ Mặt Trời. Gió Mặt Trời là dòng hạt điện tích (chủ yếu là electron và proton) liên tục phát ra từ bề mặt ngôi sao này.

Khi các hạt này bay về phía Trái Đất, chúng đi vào từ quyển (lớp bảo vệ từ trường bao quanh hành tinh) và bị dẫn hướng xuống vùng cực. Tại đây, các hạt điện tích va chạm với các phân tử khí trong tầng khí quyển, truyền năng lượng và khiến chúng phát sáng.

Quá trình này diễn ra ở độ cao từ 80–300 km, có thể lên tới hơn 500 km trong trường hợp hiếm.

Hiện tượng này quan sát được rõ nhất ở các vùng vĩ độ cao, gần hai cực Bắc và cực Nam của Trái Đất. Cực quang diễn ra 365 ngày trong năm, 7 ngày trong tuần, 24 giờ trong ngày, nhưng chỉ những người ở gần cực mới có thể nhìn thấy do vị trí địa lý.

Cường độ cực quang phụ thuộc vào hoạt động của Mặt Trời. Sự phun trào năng lượng (solar flare) hoặc CME khiến hiện tượng này diễn ra mạnh hơn. Chu kỳ hoạt động của Mặt Trời khoảng 11 năm, ảnh hưởng trực tiếp đến tần suất xuất hiện của cực quang. Những năm đỉnh điểm của chu kỳ, cực quang xuất hiện dày đặc và mạnh hơn.

Cực quang có những màu sắc nào và do đâu?

Màu sắc của cực quang phụ thuộc vào loại phân tử khí tham gia va chạm và độ cao nơi diễn ra quá trình này. Mỗi loại khí ở mỗi độ cao khác nhau sẽ tạo ra một màu riêng.

Màu xanh lá là phổ biến nhất và cũng là màu dễ thấy nhất bằng mắt thường. Màu đỏ xuất hiện ở độ cao lớn hơn, khi oxy tương tác trong môi trường khí loãng hơn. Màu xanh lam và tím sinh ra khi nitơ tham gia va chạm ở các độ cao thấp hơn. Một vầng cực quang thường có nhiều màu chồng lên nhau, tạo nên cảnh quan đa sắc hiếm có.

Bắc cực quang và Nam cực quang khác nhau thế nào?

Bắc cực quang (Aurora Borealis) xuất hiện ở bán cầu Bắc, Nam cực quang (Aurora Australis) ở bán cầu Nam. Hai hiện tượng này có cùng cơ chế: gió Mặt Trời tương tác với khí quyển. Sự khác biệt chính nằm ở vị trí và khả năng quan sát. Bắc cực quang dễ nhìn hơn vì các điểm quan sát như Na Uy, Iceland, Alaska gần khu dân cư. Nam cực quang khó tiếp cận hơn do nằm gần Nam Cực, nơi ít người sinh sống.

Cực quang xuất hiện ở đâu và khi nào ta có thể quan sát được?

Cực quang xuất hiện nhiều nhất ở các vĩ độ cao, gần hai cực Bắc và cực Nam của Trái Đất. Thực tế, cực quang không xuất hiện chính xác tại cực mà ở một vành đai xung quanh cực, gọi là auroral oval (vòng cực quang), nằm ở vĩ độ khoảng 60–75°. Đây là nơi từ trường hành tinh dẫn các hạt điện tích từ Mặt Trời xuống khí quyển.

Thời gian quan sát cực quang tốt nhất tại cực Bắc là từ giữa tháng 9 đến tháng 4. Khung giờ lý tưởng nhất là từ 21h đến 3h sáng, khi bầu trời hoàn toàn tối. Điều kiện quan sát lý tưởng bao gồm bầu trời trong, không mây và không bị ánh sáng nhân tạo chiếu vào. Việt Nam không thể quan sát được cực quang do nằm ở vĩ độ thấp, gần xích đạo.

Các hành tinh khác có hiện tượng cực quang không?

Cực quang không phải là hiện tượng duy nhất của Trái Đất. Nhiều hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời cũng có cực quang, dù cơ chế có thể khác nhau.

Các hành tinh có từ trường mạnh như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương đều có cực quang. Những hành tinh này có cực quang mạnh hơn Trái Đất đáng kể nhờ từ trường cực mạnh.

Sao Kim và Sao Hỏa gần như không có từ trường nhưng vẫn xuất hiện cực quang. Sao Kim tương tác trực tiếp giữa gió mặt trời và tầng ion, gây phát xạ ánh sáng yếu. Sao Hỏa: electron tương tác với từ trường vỏ địa chất cục bộ.

Ai là người phát hiện và đặt tên cực quang?

Galileo Galilei là người đặt tên "Aurora Borealis" cho hiện tượng này vào năm 1619, lấy tên từ nữ thần bình minh Aurora của thần thoại La Mã. Cái tên này phản ánh vẻ đẹp rực rỡ của những dải sáng xuất hiện trước khi mặt trời mọc ở vùng cực.

Đến năm 1908, nhà khoa học người Na Uy Kristian Birkeland phát triển lý thuyết cho rằng các hạt điện tích từ Mặt Trời là nguyên nhân gây ra cực quang. Lý thuyết này sau đó được chứng minh là đúng vào cuối thế kỷ XX, khi công nghệ vũ trụ cho phép quan sát trực tiếp gió Mặt Trời và tương tác của nó với từ trường Trái Đất.

Có mẹo nào để ngắm cực quang tốt nhất?

Để ngắm cực quang thành công, bạn cần chuẩn bị kỹ về thời gian, địa điểm và điều kiện quan sát.

Chọn thời điểm từ tháng 9 đến tháng 4, khi đêm dài hơn và bầu trời ít mây hơn ở vùng cực. Khung giờ từ 21h đến 3h sáng là lúc hoạt động cực quang mạnh nhất.

Đến những vùng vĩ độ cao như Iceland, Na Uy, Thụy Điển hoặc Alaska để tăng khả năng nhìn thấy. Tránh xa các khu đô thị có ánh sáng nhân tạo. Mang theo ứng dụng dự báo cực quang (như Aurora app) để theo dõi chỉ số KP, thang đo 0–9 về hoạt động từ trường.

Mẹo cuối cùng: hãy kiên nhẫn. Cực quang không phải lúc nào cũng xuất hiện vào đúng thời điểm bạn mong đợi. Mang theo đồ ấm, giữ ấm cơ thể và để mắt quen với bóng tối ít nhất 20 phút trước khi bắt đầu quan sát.