ภาพแรกของ "ขั้วใต้ดวงอาทิตย์" ที่โลกไม่เคยเห็นมาก่อน เผยความลับของสุริยะอย่างไร ?
- Author, พัลลภ โกศ ผู้สื่อข่าววิทยาศาสตร์ บีบีซี
- Role, กวันดาฟ ฮิวจ์ ช่างภาพวิดีโอข่าววิทยาศาสตร์
เป็นครั้งแรกที่วิดีโอและภาพถ่ายของขั้วใต้ของดวงอาทิตย์ได้ถูกบันทึกและส่งกลับมายังโลกโดยยานโซลาร์ออร์บิเตอร์ (Solar Orbiter) ของสำนักงานอวกาศยุโรป (European Space Agency-ESA) โดยเหล่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถเรียนรู้วัฏจักรของดวงอาทิตย์ระหว่างช่วงที่มีพายุรุนแรงและช่วงที่เงียบสงัดได้จากภาพถ่ายและวิดีโอชุดนี้
การเรียนรู้สิ่งเหล่านี้สำคัญยิ่ง เนื่องจากกิจกรรมที่รุนแรงของดวงอาทิตย์อาจส่งผลต่อการสื่อสารผ่านดาวเทียม และกระทบต่อระบบจ่ายไฟฟ้าบนโลกจนหยุดทำงานได้
ภาพขั้วใต้ของดวงอาทิตย์แสดงให้เห็นถึงชั้นบรรยากาศที่สว่างจ้า โดยในบางบริเวณมีอุณหภูมิสูงถึง 1 ล้านองศาเซลเซียส นอกจากนี้ยังมีการแทรกตัวอยู่ของเมฆก๊าซสีเข้ม ที่แม้จะมีอุณหภูมิที่เย็นกว่า แต่ก็ยังอยู่ที่ระดับ 1 แสนองศาเซลเซียส
ศาสตราจารย์แคโรล มันเดลล์ ผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ของสำนักงานอวกาศยุโรป (ESA) กล่าวว่า ภาพดังกล่าวเป็นภาพที่ถ่ายจากระยะที่ใกล้และเก็บรายละเอียดได้มากที่สุดของดวงอาทิตย์ตั้งแต่เคยมีมา และมันช่วยให้เหล่านักวิทยาศาสตร์เรียนรู้ว่า ดาวฤกษ์ดวงนี้ที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนโลกทำงานอย่างไร
"วันนี้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์มนุษยชาติที่เราเปิดเผยมุมมองขั้ว [ใต้] ของดวงอาทิตย์" เธอกล่าว
"ดวงอาทิตย์เป็นดาวที่อยู่ใกล้เราที่สุด เป็นผู้ให้กำเนิดสิ่งมีชีวิต และอาจเข้ามาเปลี่ยนแปลงระบบพลังงานบนพื้นดินและอวกาศในปัจจุบันได้ ดังนั้น จึงเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่งที่เราจะต้องเข้าใจถึงการทำงานของดวงอาทิตย์ และเรียนรู้ที่จะคาดการณ์พฤติกรรมของดวงอาทิตย์" ศาสตราจารย์รายนี้ ระบุ
หากมองจากโลก ดวงอาทิตย์ก็มีความสว่างมากเสียจนดูมองไม่เห็นคุณลักษณะใด ๆ ของมัน แต่ด้วยการใช้คลื่นความถี่ที่แตกต่างออกไปและฟิลเตอร์พิเศษ นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถเห็นลักษณะที่แท้จริงของดวงอาทิตย์ได้ ซึ่งสิ่งที่ปรากฏคือลูกบอลของเหลวไดนามิกที่มีสนามแม่เหล็กบิดและหมุนอยู่บนพื้นผิว และปลดปล่อยเปลวสุริยะและก๊าซขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ
สนามแม่เหล็กเหล่านี้คือตัวกำหนดว่า ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและพ่นอนุภาคออกมาสู่โลกเมื่อใด
นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า ดวงอาทิตย์จะมีช่วงสงบซึ่งเป็นช่วงที่สนามแม่เหล็กจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบ ในขณะที่ขั้วเหนือกับขั้วใต้ของดองอาทิตย์มีสนามแม่เหล็กที่ตายตัว ซึ่งเป็นคือช่วงที่ดวงอาทิตย์ไม่สามารถสร้างการระเบิดอย่างรุนแรงได้ แต่สนามแม่เหล็กเหล่านี้จะมีความซับซ้อนและวุ่นวายเมื่อเกิดการปรับเปลี่ยนทิศทาง จากการเกิดการสลับขั้วระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ทุก ๆ 11 ปีโดยประมาณ
ในช่วงที่สนามแม่เหล็กเกิดความปั่นป่วน ดวงอาทิตย์จะพยายามลดความซับซ้อนลงและจะแผ่พลังงานรุนแรงออกมา โดยอนุภาคจากดวงอาทิตย์จะพุ่งเข้าหาโลก พายุสุริยะเหล่านี้อาจสร้างความเสียหายให้กับดาวเทียมสื่อสารและโครงข่ายไฟฟ้าได้ แม้ว่ามันจะสามารถสร้างแสงเหนือที่สวยงามบนท้องฟ้าได้เช่นกัน
ศาสตราจารย์ลูซี กรีน จากมหาวิทยาลัยยูนิเวอร์ซิตี คอลเลจ ลอนดอน (UCL) กล่าวว่า การคาดเดากิจกรรมเหล่านี้ด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของดวงอาทิตย์นั้นเป็นไปอย่างยากลำบาก เนื่องจากในอดีตนักวิทยาศาสตร์ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนตัวของสนามแม่เหล็กไปยังขั้วของดวงอาทิตย์ แต่สิ่งนี้ได้เปลี่ยนไปแล้ว
"ตอนนี้เรามีชิ้นส่วนปริศนาที่หายไปแล้ว" เธอกล่าวกับบีบีซี
"การกลับทิศของสนามแม่เหล็กที่ขั้วของดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในคำถามที่ยังไม่มีคำตอบในทางวิทยาศาสตร์ และสิ่งที่เราจะทำได้ด้วยยานโซลาร์ออร์บิเตอร์เป็นครั้งแรกคือการวัดการไหลของของเหลวที่สำคัญมาก ซึ่งมันจะจับชิ้นส่วนของสนามแม่เหล็กข้ามดวงอาทิตย์และเคลื่อนย้ายไปยังบริเวณขั้วของดวงอาทิตย์"
ที่มาของภาพ, ESA
เป้าหมายหลักคือการพัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของเพื่อคาดการณ์สิ่งที่เรียกว่า สภาพภูมิอากาศในอวกาศ การคาดการณ์ที่แม่นยำจะทำให้ผู้ประกอบการดาวเทียม บริษัทจำหน่ายไฟฟ้า รวมถึงผู้สังเกตการณ์แสงเหนือสามารถวางแผนรับมือกับพายุสุริยะที่รุนแรงได้ดีขึ้น
"นี่คือสิ่งที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์สุริยะ" ศาสตราจารย์คริสโตเฟอร์ โอเวน ผู้เชี่ยวชาญด้านการศึกษาลมสุริยะโดยใช้ข้อมูลจากยานอวกาศ กล่าว
"ยานโซลาร์ออร์บิเตอร์จะช่วยให้เราเข้าใจหลักวิทยาศาสตร์พื้นฐานเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศในอวกาศ แต่ยังมีงานที่เราต้องทำก่อนที่เราจะไปถึงจุดที่เราสามารถเห็นสัญญาณบนดวงอาทิตย์ ที่เราจะพึ่งพาเพื่อคาดการณ์การปะทุที่อาจพุ่งชนโลกได้" เขากล่าวเสริม
ที่มาของภาพ, ESA
นอกจากนี้ ยานโซลาร์ออร์บิเตอร์ยังได้บันทึกภาพธาตุเคมีในชั้นต่าง ๆ ของดวงอาทิตย์และการเคลื่อนที่ของธาตุเหล่านี้ ภาพเหล่านี้ถ่ายโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า สไปซ์ (SPICE) ที่ใช้วัดความถี่เฉพาะของแสงที่เรียกว่าเส้นสเปกตรัม ซึ่งส่งออกมาจากธาตุเคมีเฉพาะอย่างไฮโดรเจน คาร์บอน ออกซิเจน นีออน และแมกนีเซียม ในอุณหภูมิที่ทราบแน่ชัด
นี่เป็นครั้งแรกที่ทีมนักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องมือนี้ติดตามเส้นสเปกตรัมเพื่อวัดความเร็วของมวลสารบนดวงอาทิตย์ที่กำลังเคลื่อนที่ โดยการวัดเหล่านี้สามารถเผยให้เห็นว่าอนุภาคถูกเหวี่ยงออกจากดวงอาทิตย์ในรูปแบบของลมสุริยะได้อย่างไร
