Mặt trời là người hàng xóm gần gũi nhất của chúng ta trong không gian và tưởng chừng như đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. Tuy nhiên, tầng khí quyển trung gian của nó, gọi là sắc cầu, vẫn còn ẩn chứa nhiều bí ẩn. Chính tại đây, các cấu trúc sợi mảnh và kéo dài được hình thành — gọi là các sợi mặt trời (fibrils), chúng đóng vai trò như những sợi dây liên kết các từ trường và truyền năng lượng lên các lớp cao hơn. Việc hiểu rõ cơ chế chính xác của quá trình này đồng nghĩa với việc tiến gần hơn tới lời giải cho một trong những bài toán hóc búa nhất của vật lý thiên văn: tại sao vành nhật hoa của Mặt trời lại nóng hơn bề mặt nhìn thấy của nó gấp hàng trăm lần.
Gần đây, các nhà khoa học tại Đài quan sát Mặt trời Quốc gia Hoa Kỳ (NSF NSO) đã có một bước tiến quan trọng. Họ đã sử dụng dữ liệu độc nhất vô nhị từ kính thiên văn mặt trời mạnh nhất thế giới — Daniel K. Inouye tại Hawaii — và áp dụng phương pháp học máy phân cụm K-means. Kết quả nghiên cứu được công bố vào đầu tháng 7 năm 2026 đầy ấn tượng: họ đã vượt qua được những hạn chế lớn về tính toán để thu được bản đồ chi tiết về nhiệt độ, mật độ và sự chuyển động của plasma trong sắc cầu.
Hãy tưởng tượng: sắc cầu của Mặt trời là một đại dương khí nóng rực sôi sục, bị xuyên qua bởi các đường sức từ. Các sợi mặt trời kéo dài hàng ngàn km, chạy dọc theo các đường từ trường nằm ngang. Trước đây, để giải mã dữ liệu phổ từ kính thiên văn và chuyển đổi chúng thành các thông số vật lý (nhiệt độ, vận tốc, mật độ), cần đến những phép tính cực kỳ phức tạp trong điều kiện không cân bằng nhiệt động lực học cục bộ (non-LTE) — khi phải tính đến sự tương tác giữa bức xạ và các nguyên tử ở mọi tầng khí quyển. Những phép toán như vậy có thể tốn một lượng thời gian khổng lồ ngay cả trên những máy tính hiệu năng cao nhất.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Sanjay Gosain dẫn đầu đã áp dụng một phương pháp đầy nhạy bén. Thuật toán K-means đã nhóm hàng ngàn hồ sơ phổ riêng lẻ từ các quan sát trong vạch canxi (Ca II 854.2 nm) thành chỉ 50 cấu trúc "điển hình". Những hồ sơ này trở thành điểm khởi đầu tuyệt vời cho các phân tích sâu hơn. Kết quả là tốc độ xử lý dữ liệu được đẩy nhanh gấp nhiều lần, đồng thời tạo ra các bản đồ mượt mà và chính xác hơn.
Vậy họ đã quan sát được những gì? Dọc theo một sợi mặt trời, nhiệt độ giảm khoảng 1000 K từ các "chân" nóng gần bề mặt hướng về phía giữa sợi. Tại các mép sợi, ranh giới rất sắc nét: chỉ trong một megamét, nhiệt độ có thể giảm tới vài trăm độ. Điều này cho thấy các sợi mặt trời được từ trường cách nhiệt rất tốt và hầu như không trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Những khu vực đặc hơn và lạnh hơn thường cho thấy dòng plasma đi xuống — vật chất dường như chảy ngược lại phía bề mặt. Ngược lại, những vùng nóng lại đầy rẫy các biến động vi mô — dấu hiệu của các sóng hoặc quá trình xung kích có khả năng chính là tác nhân đốt nóng bầu khí quyển.
Những quan sát này cung cấp cho các nhà lý thuyết những "rào cản" quan trọng để hiệu chỉnh các mô hình. Giờ đây, chúng ta có thể kiểm chứng chính xác hơn cách các sợi mặt trời hình thành, cũng như cách chúng vận chuyển vật chất và năng lượng. Ngoài ra, phương pháp kết hợp dữ liệu từ Kính thiên văn Inouye với học máy đang mở ra con đường xử lý khối lượng thông tin khổng lồ từ các quan sát trong tương lai.
Mặt trời vẫn không ngừng gây ngạc nhiên. Mỗi công cụ mới và mỗi thuật toán mới lại đưa chúng ta đến gần hơn với việc hiểu được ngôi sao của mình đang vận hành và ảnh hưởng đến Trái đất như thế nào. Và đây mới chỉ là điểm khởi đầu — còn rất nhiều khám phá đang chờ đợi trong thế giới năng động và đầy bí ẩn của khí quyển Mặt trời.
