17/11/2022
VẬẠT LÝ HỆ MẶT TRỜI

Chương
VẬT LÝ CỦA MẶT TRỜI 2

Một số thông tin chính
17/11/2022
THE SUN
Mặt Trời: Tính chất
mass radius
mean density
central density
luminosity
effective temperature
central temperature
absolute bolometric magnitude absolute visual magnitude spectral class
colour indices
surface chemical composition rotational period
at the equator at latitude 60°
m= Mẹ R=Ro
L=Le 1.
M›oi AMv
B—V U-B

17/11/2022
1.989 x 1030 kg 6.960 x 10Ÿ m 1409 kg/mẺ
1.6 x 10 kg/mŠ 3.9 x 1029 W 5785 K
1.5 x 10? K 4.2
4.79
G2V
0.62
0.10
071
0.27
0.02
25d 29d
H. Kartunen et al, Fundamental of Astronomy, 5* Edition. Mặt Trời: Đặc trưng

1 AU (149,597,892 km}
Mean distance Maximum distance from Earth
Minimum distance from Earth.
Mass
Mean angular diameter
Diameter of photosphere
Mean density
Gravitational acceleration at photosphere (surface gravity)
Radar reflection from planets
Orbit of Earth
Đirect measure
Angular size and distance
Mass/volume
GM/RẺ
1nstrument sensitive to radiation at all
1.521 x 10 km
1.471 x 108 km
333,400 Earth masses (1.99 x 1039 kg)
3158ˆˆ43
109.3 x Earth diameter (1-39 x 10 km)
1.41 g/cmŠ (1400 kg/mẺ)
27.9 x Earth surface gravity = 273 m/sŸ
Open Stax, Astronomy, 2016



Thành phần theo nguyên tử
Solar constant tài ề 1370 Wƒm¿ Solar constant x area of spherical 38x {01% tìmMhosiy surface † AU Ín radius 38x1019W Spectral class Spectrum G2 Derived from luminosity and radius of Effective temperature. thà Sữi 5800 K Rotation period at equator ng la Cợy Tế Thẻ SA, SPCƯ2 ' 24days16hous Inclination of equator to ecliptic Motions of sunspots ?210'.5 x . ` À Mặt Trời: Thành phân The Abundanee of Elements in the Sun
Hydrogen 920 73.4
Helium 1.8 25.0
Carbon 0.02 0.20
Nitrogen 0.008 0.09
Oxygen 0.06 0.80
Neon 0.16
Magnesium 0.06
Silicon 0.09
Sulfur 0.05
lron 6.14

Thành phần theo khối lượng
17/11/2022 17/11/2022
Mặt Trời: Sự phụ thuộc vào bán kính

150| 15 million Densily |g/cm') Temperoture (Kelvin}
9 million 5 million 3 million

Sự phân bố của mật độ và nhiệt độ như các Sự phân bố của nhiệt độ, áp suất, công suất và khối
hàm của bán kính trong Mặt Trời lượng dưới dạng hàm số của bán kính trong Mặt Trời
H. Karttunen et ai, Fundamental of Astronomy, S* Edition
Mặt Trời: Sự tự quay

35 days KlÌ- 28 days
26 days

- _ Tốc độ quay của Mặt Trời ở xích đạo nhanh hơn ở cực của nó.
+ _ Mặt Trời quay một vòng hết 24 ngày tại xích đạo của nó, nhưng ở hai cực thì chu kỳ quay là 35 ngày.
» _ Thời gian quay trung bình khoảng 27 ngày. 17/11/2022
ts°, Mặt trời: Hằng số Mặt Trời ch -&©©
+ Hằng số mặt trời (G;c) là mật độ thông lượng đo bức xạ điện từ mặt trời trung bình (tổng bức xạ mặt trời) trên một đơn vị diện tích, được đo trên bề mặt vuông góc với các tia, cách Mặt Trời một đơn vị thiên văn (au).

'6sc ~ 1362 kW/m2
TT: TA...
17/11/2022
Internal struecture- “
P¬ v2
Nó
———
h ›uˆà le: =

Mặt Trời: Câu trúc ses°
Corona “~1 000 000 °C

Convection Zone Chromosphere. ⁄ ~4 000-10000 °C
Radiative Zone Photosphere ~6 000 %C
"

- _ Phần bên trong : «_ Phần ngoài « Lõi -_ Quang cầu -_ Vùng bức xạ -Ổ Sắc cầu -_ Vùng đối lưu ° Nhật hoa PHÀN TRONG CỦA MẶT TRỜI KHÍ QUYÉN CỦA MẶT TRỜI Mặt Trời: Cấu trúc
Gió Mặt KSieji-ie Trời wind
Bên trong Mặt Trời: Lõi
Lõi
«_ Lõi của Mặt Trời là nguồn cung cấp năng lượng chính cho nó.
- - Năng lượng đến từ đâu?
- Nhiệt độ và áp suất cực đại ở tâm Mặt trời — Những điều kiện này rất tốt cho phản ứng tổng hợp hạt nhân.
-_ Trong cốt lõi:
» . Nhiệt độ khoảng 15.000.000 °C;
- - Áp suất khoảng 340.109 atm.
Sunspots

17/11/2022


©onvection Lá Ác
c Usa E202 Bên trong Mặt Trời: Vùng bức xạ
Vùng bức xạ
°Ö Lớp thứ hai của Mặt Trời là vùng bức xạ.
»_ Lớp này nguội hơn một chút so với
lõi - nhiệt độ xấp xỉ 10 triệu K.
-Ổ Năng lượng truyền qua lớp này bằng bức xạ.
- - Vùng này có chứa rất nhiều tia X.
photosphere.
KG eo CÓ)

Bên trong Mặt Trời: Vùng đối lưu
Vùng đối lưu
«_ Lớp thứ ba của Mặt trời là vùng đối
lưu. -_ Khí nóng bốc lên, khí mát từ trên
cao xuống.
+ Cách truyền năng lượng hiệu quả nhất là đối lưu.
photosphere
17/11/2022
.é°6 ee@© e@À©6© eeẰe© eee©® .e°«©° .e
[Gs(0094 SẠ) Lá)
radiation EU
©onvection zone
XÓ
“3 ` 5 ỗ
De Áo
Sunspots c Usa E202
Khí quyên Mặt Trời: Quang quyền
Quang quyển
« Lớp đầu tiên của khí quyển Mặt
Trời là vùng quang quyền.
« Quang quyển là đĩa sáng mà bạn nhìn thấy khi quan sát Mặt trời trên
bầu trời - bề mặt có thể nhìn thấy
được của Mặt trời.
- - Nhiệt độ quang quyển cỡ 6000 K.
- - Các vết đen có thể được tìm thấy tại quang quyền.
Khí quyên Mặt Trời: Quang quyền
Vết đen Mặt Trời
«_ Vết đen là vùng tối trên bề mặt của
quang quyển.



17/11/2022
10 Khí quyên Mặt Trời: Sắc quyền
Sắc quyển
-_ Lớp thứ hai của khí quyển Mặt trời
là vùng sắc quyễn.
-Ổ Nhiệt độ ở sắc quyển khoảng 10.000 K.
-Ổ Sắc quyển là lớp giữa của khí
quyển Mặt Trời và là vùng bức xạ
hầu hết tia cực tím của Mặt trời.
Khí quyên Mặt Trời: Nhật hoa
Nhật hoa
«_ Lớp ngoài cùng của bầu khí quyển
của Mặt Trời là vành nhật hoa.
» - Nhiệt độ ở vành nhật hoa là khoảng 1 triệu K.
-_ Vùng này phát ra hầu hết các tia X trong Mặt Trời.
photosphere.
KG eo CÓ)

photosphere
Sunspots

17/11/2022
.é°6 ee@© e@À©6© eeẰe© eee©® .e°«©° .e
[Gs(0094 SẠ) Lá)
radiation EU
©onvection zone
XÓ
“3 ` 5 ỗ
De Áo
c Usa E202
11 Khí quyên Mặt Trời: Nhật hoa
- - Nhật hoa có thể được nhìn thấy trong nhật thực.
17/11/2022
®ị ›
Khí quyên Mặt Trời: Gió Mặt Trời
Gió Mặt Trời
Gió Mặt Trời - dòng hạt mang điện liên tục thổi ra ngoài theo mọi
hướng từ Mặt trời.
Gió mặt trời giúp định hình từ trường của các hành tỉnh và thổi ngược vật chất tạo thành đuôi
plasma của sao chỗi.

solar wind
12 17/11/2022
Năng lượng của Mặt Trời
Năng lượng Mặt Trời: Nguôn gốc ss%6
«_ Mặt Trời tạo ra năng lượng thông qua phá vỡ và xây dựng lại các liên kết
giữa các hạt bên trong hạt nhân nguyên tử.
« Mặt Trời sử dụng phản ứng nhiệt hạch (tổng hợp các hạt nhân nhẹ thành
các hạt nhân nặng hơn) để tạo ra năng lượng.
fission 4 fusion e<Š .—.
13 17/11/2022
Năng lượng Mặt Trời: Điều kiện của phản ứng

+ Plasma có nhiệt độ 15 triệu độ trong lõi Mặt Trời là hỗn hợp của các hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương và các electron mang điện tích âm,
chúng liên tục chuyển động với tốc độ cao.
-_ Tại một thời điểm bắt kỳ, luôn xảy ra va
chạm tốc độ cao giữa một số các hạt * ` ° . - At low seeds, pleCtromasetic reruiS4er) nhân trong lõi Mặt Trời. “5698600 4£ 4 ˆ ” . ˆ Â z x _..¬. x °Ö Nêu tốc độ của các hạt nhân đủ lớn, N / .. ~ +, "` ^ x Árh EÍeI C( cí chúng sẽ dính vào nhau và tạo thành N8 >.ư~ them together hạt nhân mới.
Năng lượng Mặt Trời: Điều kiện của phản ứng

« _ Xét hai hạt nhân đang chuyển động với tốc độ cao và va chạm vào nhau:
« _ Thế năng tĩnh điện -_ Động năng ZZ:e? UŒ) = =_— K(T) = 3kT + Z¡, Z¿ - nguyên tử số của các hạt -_ k— hằng số Boltzmann nhân + T7 — nhiệt độ của plasma
*° e=16X10"12C * + ~— khoảng cách giữa hai hạt nhân
» . Khi khoảng cách giữa hai hạt nhân đủ bé, tương tác mạnh sẽ có tác dụng.
14 17/11/2022

.cé6 ee6© x x `. .À .^ > 2 ~ seoee Năng lượng Mặt Trời: Điêu kiện của phản ứng tt e® .e « _ Phản ứng nhiệt hạch xảy ra nếu r < r;(r;y = 10715 m). Z:17Z:zÈ? UŒ,)=———— 55.10%K .ằe&6 -.ece66 v v sẻ X- -e@9©6© Năng lượng Mặt Trời: Chuối proton : vào ee©6 .eẲ
«Trong Mặt Trời, phản ứng tổng hợp hydrogen biến 4 proton riêng lẻ (hạt nhân hydrogen) thành hạt nhân helium:
Z `
9 .hg @ô —= + —energy— Ị 4'H 1“He °_ Phản ứng chung là kết quả của một số phản ứng riêng rẽ liên tiếp. Chuỗi
các phản ứng xảy ra trong Mặt Trời được gọi là chuỗi proton-proton: khởi
đầu bằng sự va chạm giữa các proton riêng lẻ (hạt nhân hydrogen).
15 Năng lượng Mặt Trời: Chuỗi proton

Bên trong Mặt Trời: Bốn hạt nhân hydrogen (protons) kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân helium-4 thông qua
chuỗi proton-proton.
r ` “7y...
Key:
17/11/2022
neutrino
positron
Tia gamma và các hạt hạ nguyên tử (neutrino, positron) amng theo năng lượng từ phản ứng này.
Năng lượng Mặt Trời: Chuỗi profton
e_ Chuỗi proton-proton
3He + 3He > “He + 1H + 1H
se _e—positron hay phản electron
se _v—neutrino
se y tia gamma
1H+ 1¬ ?H+e+v
?H+ 1H > ŸHe+y
16 17/11/2022
Năng lương Mặt Trời: Truyền năng lượng từ lõi ra bề mặt

»° Năng lượng được tạo ra từ lõi
của Mặt Trời và truyền ra bề mặt.
» _ Vùng bức xạ: °Ổ Plasma rất đặc, có mật độ cao. 5 _ Các phofon liên tục va chạm
với các electron và chuyển

hướng ra xung quanh.
« _ Các photon này thực hiện các quỹ đạo zig zag để thoát khỏi vùng bức xạ.
Năng lương Mặt Trời: Truyền năng lượng từ lõi ra bề mặt


Các photon được tạo ra trong lõi sẽ mắt vài trăm nghìn năm để tiếp cận được bề mặt của Mặt Trời.
17 17/11/2022
Năng lương Mặt Trời: Truyền năng lượng từ lõi ra bề mặt

+ _ Trong vùng đối lưu: - Nhiệt độ giảm xuống chỉ còn khoảng 2 triệu K. -Ổ Plasma thích hấp thụ các photon (thay vì đánh bật
chúng ra xung quanh).
-_ Thay đổi mật độ ° - Khí nóng trở nên nhẹ hơn;
» - Khí lạnh trở nên nặng hơn.

Solar Energy: How do the energy transport to the Sun'”s surface?

«- Đối lưu
5Ö Khí nóng (ở dưới cùng của vùng đối lưu) trở nên nhẹ hơn và nổi lên trên bề mặt
(mũi tên đỏ).
-_ Khí lạnh hơn (ở bề mặt của vùng đối lưu) trở nên nặng
hơn và chìm xuống các lớp

thấp hơn (mũi tên xanh).
18 17/11/2022
Solar Energy: How do the energy transport to the Sun's surface?

Vùng đối lưu: Hạt sáng
*° Các hạt sáng chính là phần trên của các ô đối lưu nằm trong vùng đối lưu bên dưới quang
quyển.

» Kích thước hạt sáng 100 km — 1000 km
- - Vùng sáng: khu vực khí nóng nổi lên.
- - Vùng biên giới tối màu: khu vực nới khí lạnh chìm xuống.
Năng lương Mặt Trời: Truyền năng lượng từ lõi ra bề mặt

Btiqht spots appear œn the Sưns Sutface wiere hot qas (3 risứxg then the gas sinks Hút gas i5 tieng here and cnoler gas (s sinkirg here.

_
MVVVV V2
Hình minh họa quá trình đối lưu bên dưới bề mặt Các hạt sáng xuất hiện trên bề mặt quang
của Mặt Trời. quyển của Mặt Trời. Khí nóng (mũi tên vàng) nỗi lên trên trong khí khí Các hạt sáng với kích thước cỡ 1000 km, lạnh (mũi tên đen) chìm xuống. tương ứng với vị trí khí nóng ni lên.
19 17/11/2022
Năng lương Mặt Trời: Truyền năng lượng từ lõi ra bề mặt Táo eee<
Vùng đối lưu: Hạt sáng

20 Cân bằng bên trong Mặt Trời
CÂN BÀNG THỦY TĨNH
Nếu Mặt trời (hoặc một ngôi sao) ở trạng thái cân bằng thủy tĩnh, thì Mặt Trời (hoặc ngôi sao) không giãn nở hay co lại; nó đang tồn tại
trong một cấu hình cân bằng.
« _ Điều này có nghĩa là các lực điều khiển Mặt Trời (hoặc ngôi sao) được cân
bằng một cách chính xác.
Cân bằng bên trong Mặt Trời
CÂN BÀNG THỦY TĨNH pressuro — HH
graviy <4 —
precrsely balances he Inward pull of giay

Plessure is gregtest dẹp hife Sm wherp the 0erf/ing veighi is greatest
Cân bằng thủy tĩnh trong Mặt Trời: Tại mỗi điểm,
áp suất hướng ra của chất khí cân bằng với
trọng lượng của các lớp khí bên ngoài.

CÂN BẰNG NHIỆT
Nếu phân bố nhiệt độ của Mặt Trời (hoặc một ngôi sao) không thay đổi theo thời gian, thì Mặt Trời (hoặc ngôi sao) ở trạng thái cân bằng nhiệt.
+ Điều này sẽ xảy ra nếu năng lượng sinh ra bởi Mặt Trời đúng bằng năng lượng bức xạ ra của Mặt Trời (hoặc ngôi sao)

CÂN BÀNG NHIỆT

halsncos thơ r20igtlve 0rergy emirled ltom the SụnŠ surface
Cân bằng năng lượng trong Mặt Trời: Phản ứng nhiệt hạch cung cấp năng lượng bằng tốc độ
phát xạ của Mặt Trời.
17/11/2022 17/11/2022
.cé6 ee6© ˆ > ˆ - ¬.® seoeeeo Cân băng bên trong Mặt Trời se°©© tr CAN BÀNG THỦY TĨNH CÂN BÀNG NHIỆT 'Hydrostatic Equilibrium






the Sun is not expanding or contracting, therefore it is in equilibrium, the downward force of gravity is balanced by the higher force of pressure

the energy generated must be radiated away, if the energy prœduction is
increased, the temperature goes up, therefore An pressure goes. nh the
=2 rat the surface area increases and mi CN đọ tDA dhh balance the increased production
Cân bằng thủy tĩnh (Cân bằng hấp dẫn) seee
+ Cân bằng hấp dẫn (hay cân bằng thủy tĩnh) là sự cân bằng giữa lực đẩy
hướng ra ngoài do áp suất của chất khí bên trong và lực nén hướng vào
gây ra bởi lực hấp dẫn.
+ Khi thiên thể ở trạng thái cân bằng thủy tĩnh, lực tác dụng lên một vị trí trong thiên thể là
TA bằng 0.
__ Sữ =0

22 17/11/2022
Cân bằng thủy tĩnh (Cân bằng hấp dẫn) co .eẲ
Xét một lớp khí hình cầu có diện tích 4, bề dày dr, mật độ khí tại r là
pŒ).
Khối lượng của lớp khí

dMŒ') = Adrp(Œr) = 4mr?drp(r)
Lực hấp dẫn tác dụng lên lớp khí GM(Œ)Ap(Œ)dr g———— pc
M£Œ(') là khối lượng của phần quả cầu bán kính r
Cân bằng thủy tĩnh (Cân bằng hấp dẫn)
Áp suất khí tại r và r + dr là p và
p + dp.
Lực đầy ra ngoài:
E; = Adp = 4mr”dp

Lực hắp dẫn cân bằng với lực đầy:

GM(r)Ap(r)dr g=——z——— = Fp = Adp dp ` GM() Œ) dr - r2 PW
23 Cân bằng thủy tĩnh: Áp suắt trung bình bên trong Mặt Trời
Cân bằng thủy tĩnh (Cân bằng hấp dẫn)
« Chú ý: 6GM gữứ)= =
dM(Œ') = p(Œ)Adr = 4mrˆ2p(r)dr
- _ Thay đổi áp suất:
GM()
KĐT) °= 4Trr2

dMŒ)
- Áp suất trung bình bên trong một
thiên thể có khối lương M và bán kính R
R P =1 |, pứ)4MG) 0
1 1# B= Ip)MŒl§ —¡ [_ MŒ)dpŒ)
Notes: r=R¬p=0 r=0>M(Œr)=0
‡ R ñ=~m J MŒ)dpŒ)
17/11/2022


24 17/11/2022
.e°6 «e6 Š z : ` - - eeoe©o© Cân bằng thủy tĩnh: Áp suất trung bình bên trong Mặt Trời Tang ee© .e
ï R P= —y |, M&4pG)
ŒGM đp(r) = “mộ dM0)
- _ Áp suất trung bình

GM?(r)
g=_ [9120) tớ) g>—L_É [ M2œ)aw@) P= || 4mr* s P> 1zpzm |, KGPHEPRIG
GM?
= P *12mR*
TH
Cân bằng nhiệt: Bộ điều nhiệt Mặt Trời so°-o e«ceé6 .eẲ
e _ Phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.
e_ Nếu tốc độ phản ứng thay đổi công suất bức xạ của Mặt Trời thay đổi sự thay đổi độ sáng của Mặt Trời ảnh hưởng đến sự sống trên Trái Đất
e_ Thực tế, tốc độ của phản ứng nhiệt hạch trong lõi Mặt Trời rất ổn đỉnh.
e TẠI SAO?
e_ Một quá trình phản hồi tự nhiên đóng vai trò bộ điều nhiệt để điều chỉnh quá
trình bên trong Mặt Trời.
25 17/11/2022
Cân bằng nhiệt: Bộ điều nhiệt Mặt Trời eeee‹

Bộ điều nhiệt Mặt Trời Cân bằng hắp dẫn điều chỉnh nhiệt độ lõi của Mặt Trời. Mọi thứ cân bằng nều lượng năng lượng rời khỏi lõi bằng với lượng năng lượng được tạo ra bởi phản ứng nhiệt hạch.

26 17/11/2022
Hoạt động của Mặt Trời: Nguyên nhân

Nguyên nhân
»° Mặt Trời là một ngôi sao có từ trường biến thiên theo thang thời gian từ một phần của giây đến hàng tỷ năm.
- Tất cả các hoạt động của mặt trời được thúc đẩy bởi từ trường của Mặt Trời.

- Các hoạt động chính của Mặt Trời: vết đen mặt trời, vết lóa, tai lửa và sự
phun trào nhật hoa.
NASA/GSFG/Solar Dynamics Observatory
Hoạt động của Mặt Trời: Vết đen

+ Các vết đen Mặt trời là hiện tượng trên quang quyền của Mặt Trời xuất
hiện các vùng tạm thời có màu tối hơn các khu vực xung quanh.

Hình ảnh cận cảnh bề mặt Mặt trời này cho thấy hai vết đen lớn và một số vết đen nhỏ hơn. Mỗi vết đen mặt trời lớn có kích thước gần bằng Trái Đắt.
vs. Hoạt động của Mặt Trời: Vết đen
Hoạt động của Mặt Trời: Vết đen
Tính chất của vết đen
Các vết đen Mặt Trời có nhiệt độ thấp hơn các phần khác trên bề mặt Mặt Trời (~4000 K).
Các vết đen Mặt Trời là những
vùng có từ trường mạnh.
Các vết đen Mặt Trời luôn xuất hiện
theo cặp.
Tính chất của vết đen
Các hạt tích điện đi theo các đường sức từ từ vết đen mặt trời này sang
vết đen mặt trời khác.
Các hạt tích điện không thể dễ dàng di chuyển vuông góc với các đường sức, vì vậy, thay vào đó, chúng đi theo các đường xoắn ốc
dọc theo các đường sức.

17/11/2022


U21 2Á. co


T =5.800 K
28 17/11/2022
Hoạt động của Mặt Trời: Vết đen

_]Cooling. gai trapped in|mognetic field
Vết đen tối màu

= “ÍMognelic fielcl
« Chuyển động của các hạt tích điện tạo ra các vòng khí sáng kết nối các cặp
vết đen mặt trời. - _ Plasma nóng từ bề mặt không thể đi vào khu vực.
- _Plasma nóng từ bề mặt không thể đi vào vùng này nên plasma vết đen mặt
trời trở nên lạnh hơn phần còn lại của quang quyển —› chúng trông tối hơn.
Hoạt động của Mặt Trời: Vết đen


Từ trường mạnh giữ cho các vết đen Mặt Trời nguội hơn so
với quang quyển xung quanh và các ống từ có thể uốn cong
từ các vết đen Mặt Trời lên độ cao lớn trên bề mặt Mặt Trời.
29 Hoạt động của Mặt Trời: Vết đen
°Ö Tai lửa
° Khí trong sắc quyển của Mặt Trời và vành nhật hoa bị mắc kẹt trong các ống từ này, tạo nên các tai lửa khổng lồ của Mặt Trời.
+ Các tai lửa riêng lẻ có thể tồn tại trong nhiều ngày hoặc thậm chí vài tuần, chỉ biến mắt khi từ trường yếu đi và giải
phóng khí bị mắc kẹt.
Hoạt động của Mặt Trời: Bão Mặt Trời
-_ Bão Mặt Trời
17/11/2022


A gigantic solar prominence erupts from the solar surface. The height of the prominence is more than 20 times
the diameter of Earth.

-_ Từ trường uốn lượn qua các vết đen và tai lửa đôi khi trải qua sự thay đổi
mạnh mẽ và đột ngột, tạo ra những cơn bão dữ dội nhưng tồn tại trong thời
gian ngắn trên Mặt Trời.
- Nổi bật nhất trong số những cơn bão này là các vết lóa Mặt Trời, chúng bắn các chùm tia X và các hạt tích điện chuyển động nhanh
vào không gian.

30 17/11/2022
Hoạt động của Mặt Trời: Bão Mặt Trời

-_ Vết lóa Mặt Trời
- Một vết lóa mặt trời là sự phun trào bức xạ điện từ dữ dội cục bộ trong bầu khí quyển của Mặt
Trời.
+ Các vết lóa mặt trời xảy ra khi các

đường sức từ trở nên xoắn và thắt nút đến mức chúng không còn giữa Một vết lóa mặt trời phun ra từ bề mặt của
¬. 8 . Mặt Trời. được sức căng của chúng.
Hoạt động của Mặt Trời: Sự đốt nóng sắc quyền và nhật hoa

- _ Tại sao các khí trong sắc quyền và nhật hoa lại nóng như vậy?
-_ Rất nhiều hoạt động và cơn bão ấn tượng nhất trên Mặt Trời bắt nguồn từ
lớp khí rất nóng của sắc quyển và nhật hoa của Mặt trời. + _ Tại sao các khí đó rất nóng?
- _ Từ trường mạnh của Mặt Trời mang năng lượng từ bề mặt biến đổi của Mặt
Trời lên sắc quyển và nhật hoa.
31 17/11/2022
Hoạt động của Mặt Trời: Sự đốt nóng sắc quyền và nhật hoa

-_ Lỗ nhật hoa
- Bức xạ tia X mạnh nhất ở những vùng có khí nóng bị giữ lại và đốt nóng trong các ống từ.
- Các điểm sáng trong nhật hoa có
xu hướng nằm ngay phía trên các

vết đen trong quang quyển, xác nhận rằng chúng được tạo ra bởi
cùng một từ trường.
Hoạt động của Mặt Trời: Sự đốt nóng sắc quyền và nhật hoa

-_ Lỗ nhật hoa
- _ Các lỗ nhật hoa, các vùng tối trong hình, gần như không chứa khí nhật
hoa nóng nào.
+ Các đường sức từ trong các lỗ nhật
hoa phóng ra ngoài không gian

giống như các dải cao su bị đứt, cho phép các hạt chuyển động xoắn ốc dọc theo chúng để thoát
khỏi Mặt Trời —› gió mặt trời.
32 17/11/2022
Hoạt động của Mặt Trời: Sự đốt nóng sắc quyền và nhật hoa

-_ Lỗ nhật hoa

Các lỗ nhật hoa là những nơi trong bầu khí quyển bên ngoài của Mặt Trời (hay “nhật
hoa") nơi từ trường của Mặt Trời mở ra và cho phép gió mặt trời thoát ra ngoài.
Hoạt động của Mặt Trời: Ảnh hưởng đến con người

- Bão địa từ
-Ò_ Sự phun trào nhật hoa: Các vết lóa và các cơn bão mặt trời khác đôi khi phóng ra một số lượng lớn các hạt tích điện năng lượng cao từ nhật hoa
của Mặt Trời, di chuyển ra khỏi Mặt trời trong các bong bóng khổng lồ.
- Khi một vụ phun trào nhật hoa đi đến Trái Đất, nó có thể tạo ra một cơn bão
địa từ trong từ quyền của Trái Đất.

33 Hoạt động của Mặt Trời: Ảnh hưởng đến con người
- Bão địa từ
- _ Ảnh hưởng tích cực:
- . Những cơn bão này có thể dẫn đến cực quang mạnh bắt thường.
+ _ Ảnh hưởng tiêu cực: » _ Cản trở thông tin vô tuyến; -- Làm gián đoạn việc cung cấp điện; - Làm hỏng các thành phần điện tử trong các vệ tinh quay quanh Trái Đắt.
Hoạt động của Mặt Trời: Sự biến đồi theo thời gian
+ _ Chu kỳ vết đen Mặt Trời


° 05
Šø
ø8 04
.®
c5
sa 03
sẽ
sš
ŠŠ 01
$2 ,;hk/ 9 7ƒ Sự lu Nj ^à \ NÀ. `
š 19OO 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
year
Eacli dot shows :úate and [atituds Sunspœ grnups shơw/ tạp cíoser t0 solar lon Sun) df ä sưngtot qroup #QU0f0 Í3fet mì adcfh sưtS2Of Cycle:


90S —L + 5 +— +L +_ = + “—— I9OQ 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 year

Auroras
a Thí graph shows how the number Of sunspots on the Sun changes with tỉme. The vertical axis shows the per- centage of the Sun's surface covered by sunspots. The cycle has a period of approximately 11 years.
b Thịs graph shows how the lati-
§ tudes at which sunspot groups
appear tend to shift during a single sunspot cycle.


17/11/2022
34 17/11/2022
Hoạt động của Mặt Trời: Sự biến đồi theo thời gian

-_ Sự thay đổi chu kỳ vết đen Mặt Trời

200 5 Virtually no sunspot E actiay Ï845—17T5 5 % = 100 ° # 5 “
oL TT"
1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000
Biểu đồ này tái tạo lại chu kỳ vết đen mặt trời trong 400 năm qua, dựa trên dữ liệu có sẵn từ các
quan sát bằng kính thiên văn.
Hoạt động của Mặt Trời: Sự biến đồi theo thời gian

- Nguyên nhân biến đổi của vết đen Mặt Trời
Charged particlss tend to push the field Because the Sun rotates faster near ts equetœr than The field lnes become mure and mure tistad lies around with the Sunš rotatron. at its po‡s, the freldf lines bend ahead at the equator
N N

Ss S Ss
Tốc độ quay của Mặt Trời ở xích đạo lớn hơn ở gần các cực của nó, điều này làm cho các đường sức từ bắc-nam của Mặt Trời bị kéo thành dạng xoắn. Các đường sức từ liên kết các cặp vết đen mặt trời (các đốm màu tối), có phương dọc theo hướng của các đường sức trường bị kéo dài và méo mó này.
35 17/11/2022

Làm sao để nghiên cứu Mặt Trời?

- Sử dụng các mô hình toán học để dự đoán tính chất của Mặt Trời
+ Sử dụng các rung động từ Mặt Trời để nghiên cứu tính chất của nó
= D2ođộng
» Sử dụng neutrino từ Mặt trời để nghiên cứu tính chất của nó
36 17/11/2022
Mô hình toán học




- Thành phần + Cân bằng hấp dẫn * Nhiệt độ «Cân bằng năng * Áp suất
lượng

- Khối lượng ø 5 Mật độ * Tự điêu nhiệt
k / X / X
Dao động của Mặt trời (nhật chấn học): Mở đầu

+ _ Vì không có ánh sáng nào phát ra từ bên dưới quang quyển nên chúng ta
không thể nhìn vào bên trong mặt trời.
« Các nhà thiên văn học mặt trời sử dụng các dao động trong Mặt Trời để khám phá vào sâu bên trong nhờ một quá trình gọi là nhật chấn học
(helioseismology).
« _ Các nhà thiên văn học có thể phát hiện những daođộng này bằng cách quan sát sự dịch chuyển Doppler trên bề mặt mặt trời: - - Các vùng bề mặt đi lên hiển thị dịch chuyển xanh;
« - Các vùng bề mặt đi xuống hiển thị dịch chuyển đỏ;
37 17/11/2022
.see©
Nhật chắn học: Độ xuyên sâu của sóng

Nhật chắn học: Tốc độ bán kính và modes
seseeee see°ee®e6@ seeee@

Vận tốc xuyên tâm (Doppler) Chế độ dao động đơn
38 17/11/2022
Nhật chấn học: Tốc độ bán kính và modes


~2500-2000 -1500-1000 -500 0 500 1000 1500 2000 Velocity (m/s)
Các rung động trên bề mặt Mặt trời được đo từ các dịch chuyển Doppler. Bóng tối (vận tốc âm) thể hiện chuyển động về phía chúng ta; sắc thái ánh sáng (vận tốc dương) đại diện cho chuyển động ra khỏi chúng ta. Sự thay đổi màu sắc quy mô lớn từ trái sang phải phản ánh sự quay của Mặt trời và các gợn sóng quy mô nhỏ phản ánh các rung động bề mặt.
Neutrino Mặt Trời

+ Electron * Electron Neutrinos Neutrinos Electron * Muon * Muon Neutrinos Neutrinos Neutrinos » Tau » Tau Neutrinos Neutrinos
+ Các máy dò ban đầu trên Trái đất chỉ có thể phát hiện neutrino electron —› kết quả quan sát được bằng một phần ba giá trị mong đợi —› vấn đề neutrino mặt trời.
+ Các máy dò hiện đại có thể phát hiện cả ba loại neutrino —› không có vấn đề về neutrino mặt trời.
39 Vòng đời của Mặt Trời
VÒNG ĐỜI CỦA MẶT TRỜI
low- and medium-mass stars (including the Sun)
® "4 dinh red giant
Sequence nebula
A9) 0C) 0:0 CC CC
L1 main sequence
red supergiant supernova
not to scale
“planetary”

17/11/2022

high-mass star neutron S6
H `———~x Ñ.4 very high-mass star black | si —)
40 17/11/2022
VÒNG ĐỜI CỦA MẶT TRỜI
Life Cycle
of the Sun Red Glant 0U UGẠI (0) Gradual Warming
White Dwarf
Ẫ
Birth cj 7 8 9 10 11 4 13 H.
In Billions of Years (approx.) Sizes not drawn to scale
Khi lõi hết nhiên liệu hydro, nó sẽ co lại dưới sức nặng của trọng lực. Tuy nhiên, một số phản ứng tổng hợp hydrogen sẽ xảy ra ở các lớp trên. Khi lõi co
lại, nó nóng lên.

VÒNG ĐỜI CỦA MẠẶT TRỜI
Life Cycle
of the Sun 3l UV ÀI | l1 Ì Gradual Warming
White Dwarf...
Birth 6 7 Lj kj M!) 11 12 L) .)
In Billions of Years (approx.) Sizes not drawn to scale
Điều này làm nóng các lớp trên, khiến chúng nở ra. Khi các lớp bên ngoài mở rộng, bán
l4 No 8i 990--90.:06:.ì s0 ¡0 0000-53 ố¡ ¡No og o0 6006000067 0(l(ì
của mặt trời khổng lồ đỏ sẽ nằm ngoài quỹ đạo của Trái Đất.

41 17/11/2022
VÒNG ĐỜI CỦA MẶT TRỜI
Life Cycle
of the Sun Red Glant 0U UGẠI (0) Gradual Warming
White Dwarf
Ẫ
Birth cj 7 8 9 10 11 4 13 H.
In Billions of Years (approx.) Sizes not drawn to scale
Sau đó, tại một thời điểm nào đó, lõi của Mặt Trời sẽ đủ nóng để cho helium kết hợp thành carbon. Khi hết nhiên liệu helium, lõi sẽ nở ra và nguội đi. Các lớp bên ngoài giãn
nở, đầy vật chất ra xung quanh ngôi sao sắp chết để tạo thành tinh vân hành tỉnh.

VÒNG ĐỜI CỦA MẠẶT TRỜI
Life Cycle
of the Sun 3l UV ÀI | l1 Ì Gradual Warming
White Dwarf...
Birth 6 7 Lj kj M!) 11 12 L) .)
In Billions of Years (approx.) Sizes not drawn to scale
Tại một thời điểm nào đó sau đó, lõi sẽ trở nên đủ nóng để khiến heli kết hợp thành
carbon. Khi hết nhiên liệu heli, lõi sẽ nở ra và nguội đi. Các lớp trên sẽ mở rộng và đẩy
ra vật chất sẽ thu thập xung quanh ngôi sao sắp chết để tạo thành tinh vân hành tinh.

42 17/11/2022