ภาพไทม์แลปส์ 10 ปีของดวงอาทิตย์กับ 10 การค้นพบที่น่าสนใจ

องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ (นาซา) เผยแพร่ภาพดวงอาทิตย์ที่ใช้เทคนิคเร่งเวลา หรือ ไทม์แลปส์ ซึ่งบันทึกได้จากยานสังเกตการณ์สุริยพลวัต (Solar Dynamics Observatory - SDO) ตลอดระยะเวลา 10 ปีที่ผ่านมา

ช่วงหนึ่งทศวรรษที่ผ่านมา ยาน SDO บันทึกภาพของดวงอาทิตย์ไว้ได้ถึง 425 ล้านภาพ โดยนักวิทยาศาสตร์ได้นำข้อมูลที่ได้มาใช้ศึกษาว่าดวงอาทิตย์ส่งผลต่อระบบสุริยะอย่างไร

ข้อมูลจากเว็บไซต์สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ระบุว่า องค์การนาซาส่งยาน SDO ขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 11 ก.พ. 2010 เพื่อบันทึกภาพและสังเกตการณ์ชั้นบรรยากาศ สนามแม่เหล็ก รวมทั้งพลังงานที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ และค้นพบเรื่องราวที่น่าสนใจ 10 เรื่องดังนี้

1. การลุกจ้าอันแสนประหลาด (Fantastic Flares)

ในปีแรกของการปฏิบัติภารกิจ ยาน SDO พบการลุกจ้าที่น่าประหลาดบนดวงอาทิตย์เกือบ 200 ครั้ง และ 15% ของจำนวนการลุกจ้าที่พบทั้งหมด มีการลุกจ้าชุดที่สองอยู่ในเปลวไฟเดิมตามมาหลังจากเริ่มเกิดการลุกจ้าตั้งแต่ไม่กี่นาทีจนถึงไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งในการศึกษาครั้งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจเกี่ยวกับปริมาณของพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยออกมาจากการปะทุแต่ละครั้ง

2. พายุทอร์นาโดบนดวงอาทิตย์ (Solar Tornadoes)

เมื่อเดือน ก.พ. ปี 2012 ยาน SDO บันทึกภาพเปลวพลาสมาที่มีลักษณะคล้ายกับพายุทอร์นาโดบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ เกิดจากสนามแม่เหล็กที่ส่งผลให้พลาสมาหมุนวนเหนือพื้นผิวดวงอาทิตย์ด้วยอัตราเร็วสูงถึง 300,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นับเป็นทอร์นาโดที่รุนแรงมากเมื่อเทียบกับพายุทอร์นาโดบนโลกที่หมุนด้วยอัตราเร็วเพียง 500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

3. คลื่นยักษ์ (Giant Waves)

ในปี 2010 ยาน SDO เป็นยานลำแรกที่ค้นพบคลื่นยักษ์ที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 480,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง คลื่นนี้ถูกตั้งชื่อว่า EIT ตามชื่อของอุปกรณ์ที่ตรวจวัดบนยาน ชื่อว่า Extreme ultraviolet Imaging Telescope (EIT) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดว่าคลื่นยักษ์นี้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยมวลโคโรนาของดวงอาทิตย์

4. ดาวหางที่ลุกไหม้ (Combustible Comets)

หลายปีที่ผ่านมา ยาน SDO เฝ้าสังเกตดาวหาง 2 ดวงที่ชื่อว่า Lovejoy และ ISON ในเดือน ธ.ค. 2011 ดาวหาง Lovejoy โคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ และสามารถทนต่อความร้อนแรงได้ ต่อมาในปี 2013 ดาวหาง ISON โคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ แต่ไม่สามารถทนความร้อนได้ จากการสำรวจนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจปฏิกิริยาที่ดวงอาทิตย์กระทำกับดาวหางมากยิ่งขึ้น

5. การไหลเวียนบนดวงอาทิตย์ (Global Circulation)

ดวงอาทิตย์ไม่ได้มีพื้นผิวที่แข็ง แต่เป็นพลาสมาความร้อนสูงที่ไหลเวียนตามการหมุนรอบตัวเอง บริเวณศูนย์สูตรมีลักษณะการไหลเวียนขนาดใหญ่ ที่เรียกว่า Meridional circulation การสังเกตการณ์ของ SDO เผยให้เห็นว่า การไหลเวียนนี้มีความซับซ้อนมาก และยังเชื่อมโยงกับจุดมืดบนดวงอาทิตย์ (sunspot) ด้วย ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์อธิบายได้ว่า เหตุใดบางช่วงเวลาจุดบนดวงอาทิตย์ซีกหนึ่งจึงมีจำนวนมากกว่าอีกซีกหนึ่ง

6. ทำนายอนาคต (Predicting the Future)

การปลดปล่อยมวลจากบรรยากาศชั้นโคโรนา (Coronal Mass Ejection - CME) ของดวงอาทิตย์ เป็นอันตรายต่อยานอวกาศและนักบินอวกาศ ด้วยข้อมูลที่ได้จากยาน SDO นักวิทยาศาสตร์ของนาซาจึงสามารถสร้างแบบจำลองเส้นทางของ CME เพื่อทำนายผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับโลก และทำนายว่าดวงอาทิตย์จะปล่อยมวลออกมาอีกเมื่อใดได้

7. โคโรนาที่หรี่ลง (Coronal Dimmings)

นักวิทยาศาสตร์ศึกษาชั้นบรรยากาศที่ร้อนที่สุดของดวงอาทิตย์ หรือ "โคโรนา" พบว่าบางช่วงเวลา ชั้นดังกล่าวมีความสว่างน้อยลง และมีความเชื่อมโยงกับ CME นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลที่ได้จากยาน SDO มาวิเคราะห์ทางสถิติเพื่อคำนวณหามวลและความเร็วของ CME ที่พุ่งมาสู่โลก และหวังว่าจะสามารถใช้ในการอธิบายสภาพอวกาศในของระบบดาวฤกษ์ดวงอื่นได้

8. การเกิดและจบลงของวัฏจักรสุริยะ (Death and Birth of a Solar Cycle)

จากการสังเกตการณ์มาหนึ่งทศวรรษ ทำให้ SDO เห็นวัฏจักร 11 ปีของดวงอาทิตย์เกือบสมบูรณ์ การสังเกตการณ์นี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสัญญาณที่บ่งชี้ถึงการจบลงของวัฏจักรสุริยะ และการเริ่มวัฏจักรใหม่ในครั้งถัดไป

9. หลุมโคโรนา (Polar Coronal Holes)

บางช่วงเวลาพื้นผิวของดวงอาทิตย์จะดูเหมือนถูกแปะด้วยแผ่นสีดำขนาดใหญ่ที่เรียกว่า "หลุมโคโรนา" หลุมเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับวัฏจักร 11 ปีของดวงอาทิตย์ ในช่วง solar maximum หลุมโคโรนาจะมีจำนวนเพิ่มมากขึ้นด้วย สำหรับหลุมที่ก่อตัวขึ้นบริเวณขั้วของดวงอาทิตย์จะเรียกว่า polar coronal hole นักวิทยาศาสตร์ใช้หลุมเหล่านี้ในการตรวจสอบว่าสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะกลับด้านเมื่อใด ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้สำคัญในการระบุจุดที่เป็น solar maximum

10. การปะทุแบบใหม่จากสนามแม่เหล็ก (New Magnetic Explosions)

การสังเกตการณ์ของยาน SDO ในช่วงท้ายของทศวรรษ คือ เดือน ธ.ค. 2019 ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พบการปะทุของสนามแม่เหล็ก ซึ่งเป็นชนิดที่ไม่เคยพบมาก่อน การค้นพบครั้งนี้ช่วยยืนยันทฤษฎีเก่าเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงกลไกที่ทำให้ชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์มีความร้อนสูง และทำนายสภาพอวกาศได้ดีขึ้น นำไปสู่ความก้าวหน้าในการทดลองเรื่องปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันและพลาสมาในห้องปฏิบัติการ