Bão Mặt Trời Carrington là cơn bão địa từ mạnh nhất từng được ghi chép bằng thiết bị, diễn ra ngày 1–2/9/1859: cực quang hiện ra tận vùng nhiệt đới, đường dây điện báo phóng tia lửa và có nơi vẫn truyền tin được dù đã ngắt pin. Nếu một cơn bão tương tự xảy ra hôm nay, mối lo chính không phải là nguy hiểm trực tiếp cho con người, mà là lưới điện cao thế, vệ tinh và định vị — những thứ có thể hỏng hoặc gián đoạn trên diện rộng. Theo các ước tính thường được trích, bão cỡ Carrington xảy ra trung bình khoảng một lần mỗi một – vài thế kỷ.
Buổi sáng Richard Carrington vẽ vết đen Mặt Trời
Sáng 1/9/1859, nhà thiên văn nghiệp dư người Anh Richard Carrington đang chiếu ảnh Mặt Trời qua kính lên tấm màn để vẽ các vết đen, như ông vẫn làm hằng ngày tại đài quan sát riêng ở Redhill, gần London. Khoảng 11 giờ 18, ông thấy hai đốm sáng trắng chói loá bùng lên giữa đám vết đen, rồi mờ đi trong khoảng năm phút. Cùng lúc, một nhà quan sát khác là Richard Hodgson cũng ghi nhận độc lập.
Đó là lần đầu tiên con người ghi nhận một bùng nổ Mặt Trời (solar flare) nhìn thấy được bằng ánh sáng thường. Khoảng 17–18 giờ sau, một đám mây khí nhiễm điện khổng lồ phóng ra từ Mặt Trời — ngày nay gọi là phóng khối vành nhật hoa (CME) — đã đến Trái Đất. Thường thì CME mất hai đến bốn ngày; việc nó đến nhanh như vậy cho thấy sức mạnh bất thường, có lẽ một CME khác vài ngày trước đã "dọn đường".
Thế giới năm 1859 đã thấy gì
- Cực quang ở nơi chưa từng thấy: theo các ghi chép tổng hợp lại, cực quang được thấy ở Cuba, quần đảo Hawaii, vùng Caribe; ở phía bắc nước Mỹ, trời sáng đến mức có người tưởng trời đã rạng đông.
- Điện báo hỗn loạn: nhiều trạm điện báo ở Bắc Mỹ và châu Âu báo kim chỉ thị loạn, giấy in bốc cháy âm ỉ, người vận hành bị giật nhẹ. Có đường dây (như giữa Boston và Portland) mà nhân viên tháo pin ra vẫn truyền tin được một thời gian nhờ dòng điện cảm ứng từ cơn bão.
- Kim từ kế vọt khỏi thang đo: các đài quan sát từ trường, như ở Kew (London), ghi lại biến động mạnh đến mức máy không đo hết được.
Năm 1859, xã hội chưa có lưới điện, nên thiệt hại dừng ở điện báo. Chính sự vô hại ấy làm các nhà khoa học hiện đại lo: thế giới ngày nay phụ thuộc vào đúng những thứ bão địa từ hay làm hỏng.
Bão Mặt Trời hoạt động thế nào
- Bùng nổ (flare): tia X và tia cực tím đến Trái Đất sau khoảng 8 phút, làm nhiễu sóng vô tuyến tần số cao ở phía ban ngày của hành tinh.
- Bão hạt năng lượng cao: proton tốc độ cao đến sau vài chục phút đến vài giờ, nguy hiểm cho vệ tinh và phi hành gia ngoài từ quyển; gây khó cho đường bay qua vùng cực.
- Phóng khối vành nhật hoa (CME): đến sau khoảng 1–4 ngày. Nếu từ trường của nó ngược hướng với từ trường Trái Đất, hai bên "móc nối", năng lượng đổ vào từ quyển, gây bão địa từ kéo dài nhiều giờ đến vài ngày.
Khi bão địa từ diễn ra, từ trường biến thiên nhanh sinh ra dòng điện cảm ứng chạy trong đất và trong mọi vật dẫn điện dài: đường dây cao thế, đường ống, cáp ngầm. Dòng điện này (GIC) đi vào máy biến áp, làm lõi bão hoà, nóng lên, có thể làm hỏng thiết bị hoặc làm hệ thống bảo vệ ngắt dây chuyền.
Nếu một cơn Carrington xảy ra hôm nay
| Hệ thống | Có thể bị gì | Mức hiểu biết |
|---|---|---|
| Lưới điện cao thế ở vĩ độ cao | Mất điện diện rộng, có thể hỏng máy biến áp lớn (thay mất nhiều tháng) | Đã có tiền lệ năm 1989 ở Québec |
| Vệ tinh | Nhiễu, hỏng linh kiện, quỹ đạo thấp bị kéo xuống do khí quyển phình ra | Năm 2022, khoảng 40 vệ tinh Starlink mới phóng bị rơi do một cơn bão nhỏ |
| Định vị GPS | Sai lệch, mất tín hiệu nhiều giờ | Đã ghi nhận trong các cơn bão mạnh |
| Liên lạc vô tuyến | Mất sóng tần số cao, nhất là vùng cực | Thường xuyên ở mức nhẹ |
| Internet | Bộ khuếch đại trên cáp biển dài có thể bị ảnh hưởng; mức độ còn tranh luận | Chưa có tiền lệ thực tế |
Một báo cáo của Lloyd's (2013) ước tính thiệt hại kinh tế riêng cho Bắc Mỹ nếu xảy ra bão cỡ Carrington có thể lên tới hàng nghìn tỷ USD, tuỳ thời gian khôi phục. Những con số này mang tính kịch bản, phụ thuộc nhiều giả định.
Việt Nam ở vĩ độ thấp thì sao
Dòng điện cảm ứng mạnh nhất thường ở vĩ độ cao (Bắc Âu, Canada, bắc nước Mỹ). Các nước gần xích đạo ít bị hơn, nhưng không miễn nhiễm: bão rất mạnh cũng gây dòng cảm ứng ở vùng gần xích đạo từ, và GPS, vệ tinh, liên lạc vô tuyến thì ảnh hưởng toàn cầu. Đời sống ở Việt Nam có thể chịu tác động gián tiếp qua định vị, thanh toán điện tử, hàng không.
Đã từng suýt có Carrington thứ hai
Ngày 23/7/2012, một CME rất mạnh phóng ra từ Mặt Trời. Tàu STEREO-A của NASA nằm đúng đường đi và đo được. Các nhà nghiên cứu (Baker và cộng sự, 2013) kết luận nó mạnh ngang cỡ Carrington — nhưng nó phóng về phía Mặt Trời quay lệch khỏi Trái Đất khoảng một tuần. Còn xa hơn trong lịch sử, vòng gỗ cây cổ thụ ghi lại những đột biến carbon-14 năm 774–775 (do nhà khoa học Nhật Fusa Miyake phát hiện năm 2012), mà nhiều nhà khoa học cho là dấu vết của một cơn bão hạt Mặt Trời còn mạnh hơn Carrington.
Ngày 10–11/5/2024, Trái Đất trải qua cơn bão địa từ cấp G5 (cao nhất trên thang của NOAA) đầu tiên kể từ năm 2003. Cực quang thấy được ở nhiều nơi xa về phía nam. Lưới điện các nước nhìn chung vận hành ổn nhờ cảnh báo trước, dù có ghi nhận gián đoạn định vị trong nông nghiệp chính xác ở Bắc Mỹ. Đây là một lần diễn tập thật cho hệ thống dự báo.
Thế giới chuẩn bị thế nào
- Dự báo: Trung tâm Dự báo Thời tiết Vũ trụ của NOAA (SWPC) và các cơ quan châu Âu theo dõi Mặt Trời liên tục. Vệ tinh DSCOVR và SOHO ở điểm Lagrange L1 đo gió Mặt Trời trước khi tới Trái Đất, cho cảnh báo chính xác khoảng 15–60 phút trước khi CME chạm từ quyển; còn ước lượng thời điểm đến thì có trước một đến vài ngày.
- Lưới điện: nhiều nước lắp thiết bị chặn dòng cảm ứng, dự trữ máy biến áp, có quy trình giảm tải khi có cảnh báo.
- Vệ tinh: chuyển sang chế độ an toàn, tạm dừng thao tác nhạy cảm.
- Thang cảnh báo: NOAA dùng thang G1–G5 cho bão địa từ, S1–S5 cho bão bức xạ, R1–R5 cho mất sóng vô tuyến.
Góc nhìn hôm nay: người bình thường làm gì
Bão Mặt Trời không gây hại trực tiếp cho người trên mặt đất — từ quyển và khí quyển đã che chắn. Thứ cần chuẩn bị là khả năng sống vài ngày khi điện, mạng và định vị trục trặc: biết đường đi không cần bản đồ điện thoại, giữ ít tiền mặt, có đèn pin và sạc dự phòng. Những việc đó hữu ích cho mọi kiểu mất điện, không riêng gì bão vũ trụ. Ai thích theo dõi có thể xem trang SWPC của NOAA, nơi đăng chỉ số Kp và cảnh báo theo thời gian thực. Sách tham khảo dễ đọc: The Sun Kings (2007) của Stuart Clark, kể chuyện Carrington và những người đầu tiên hiểu Mặt Trời.
Câu hỏi thường gặp
Sự kiện Carrington là gì?
Là cơn bão địa từ cực mạnh ngày 1–2/9/1859, sau khi Richard Carrington quan sát một bùng nổ Mặt Trời. Cực quang thấy được tới vùng nhiệt đới, điện báo khắp Bắc Mỹ và châu Âu bị nhiễu, phóng tia lửa.
Bão Mặt Trời có nguy hiểm cho con người không?
Không nguy hiểm trực tiếp cho người trên mặt đất, vì từ quyển và khí quyển che chắn. Nguy cơ nằm ở hạ tầng: lưới điện, vệ tinh, định vị và liên lạc vô tuyến.
Bão cỡ Carrington bao lâu xảy ra một lần?
Ước tính khác nhau, thường được nói là khoảng một lần mỗi một đến vài thế kỷ. Năm 2012 từng có một CME tương đương nhưng phóng lệch khỏi Trái Đất.
Có dự báo được bão Mặt Trời không?
Có, ở mức nhất định. Bùng nổ được thấy ngay; CME được dự kiến đến sau 1–4 ngày; cường độ chính xác chỉ biết khoảng 15–60 phút trước khi chạm Trái Đất nhờ vệ tinh ở điểm L1.
Bão Mặt Trời có làm mất Internet toàn cầu không?
Chưa có bằng chứng thực tế. Một số nghiên cứu cảnh báo bộ khuếch đại trên cáp biển dài có thể bị ảnh hưởng, nhưng mức độ còn tranh luận. Nguy cơ rõ hơn là mất điện cục bộ và nhiễu vệ tinh.
