ช่วงเวลานี้ ดวงอาทิตย์อยู่ในช่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดในรอบร้อยปี และดูเหมือนว่าจุดดับบนดวงอาทิตย์ได้ลดหายไปและเป็นปริศนาร่วมสองปีที่ผ่านมานั้น วันนี้นักวิทยาศาสตร์ทางฟิสิกส์สุริยะอาจจะเข้าใจเป็นครั้งแรกว่าทำไม

จากการแถลงข่าวในการประชุมผู้สื่อข่าวสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันที่เบอล์เดอ โคโรราโด ทีมนักวิจัยได้ประกาศว่าสายธารพลาสมา (solar jet stream) ที่อยู่ลึกภายในดวงอาทิตย์ได้เคลื่อนตัวช้ากว่าที่เคยเป็นมา ซึ่งส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์เกิดจุดดับน้อยลง ทั้งนี้ ราเชล เฮาและแฟรงค์ ฮิล แห่งหอสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์แห่งชาติ ในอริโซนา ได้ใช้เทคนิคที่เรียกว่า Helioseismology ในการตรวจจับและติดตามสายธารพลาสมาที่อยู่ลึกลงไป 7,000 กิโลเมตรจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์

ภาพแสดงตำแหน่งของสายธารพลาสมา (jet stream) ที่อยู่ภายในดวงอาทิตย์ ที่มา: http://news.nationalgeographic.com/news/bigphotos/39192961.html

Helioseismology วิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์ สาขาวิชาที่ศึกษาโครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ โดยการวิเคราะห์การไหวสะเทือนภายใน ซึ่งจะปรากฏการเลื่อนดอปเพลอร์ (คลื่น) ในเส้นดูดกลืน ที่มา : พจนานุกรมศัพท์ดาราศาสตร์ สมาคมดาราศาสตร์ไทย 2542

วัฏจักรสุริยะรอบที่ 23-24 (ช่วงเวลาปัจจุบัน) ที่มา: http://wattsupwiththat.com/2009/01/15/sunspot-lapse-exceeds-95-of-normal/

จุดดับบนดวงอาทิตย์ในช่วงปี 2001 ที่มีกิจกรรมอย่างหนาแน่นบนดวงอาทิตย์ ที่มา: http://web.me.com/uriarte/Earths_Climate/Sunspots_and_solar_cycles_files/sunspot032901.gif

ทั้งนี้ดวงอาทิตย์จะสร้างสายธารพลาสมาขึ้นใกล้กับขั้วของดวงอาทิตย์เองทุก 11 ปี แต่ในช่วงเวลาที่ผ่านมานี้ สายธารพลาสมากลับเคลื่อนอย่างช้าๆ โดยเคลื่อนจากลงจากขั้วดวงอาทิตย์มายังเส้นผ่านศูนย์กลาง และเมื่อสายธารพลาสมาเคลื่อนเข้าใกล้ละติจูดวิกฤติที่ 22 องศา จะทำให้เกิดวัฏจักรจุดดับหรือวัฏจักรสุริยะรอบใหม่ขึ้น

แถบสีแดง-เหลืองแสดงร่องรอยสายธารพลาสมา เส้นจุดสีดำแสดงจุดดับบนผิวดวงอาทิตย์ โดยสังเกตได้ว่าเมื่อสายธารพลาสมาเคลื่อนเข้าสู่ละติจูดวิกฤต 22 องศา จะเกิดจุดดับอย่างหนาแน่น

เฮาและฮิลพบว่าสายธารพลาสมาที่สัมพันธ์กับวัฏจักรสุริยะรอบใหม่นั้นมีการเคลื่อนที่ช้าผิดปกติ โดยใช้เวลาถึง 3 ปี ในเคลื่อนที่ด้วยไปในระยะ 10 องศาละติจูด ทั้งที่ในวัฏจักรสุริยะรอบที่ผ่านมานั้น สายธารพลาสมาใช้เวลาเพียง 2 ปี ในเคลื่อนไปในระยะที่เท่ากัน โดย ณ เวลานี้ สายธารพลาสมาเคลื่อนเข้าใกล้ละติจูดวิกฤติ ซึ่งเป็นการบ่งชี้ว่ากิจกรรมบนดวงอาทิตย์นั้นจะกลับมาเกิดขึ้นอีกภายในระยะเวลาไม่กี่เดือนหรือกี่ปีข้างหน้า

ฮิลกล่าวว่า เมื่อสายธารพลาสมาที่เฉื่อยช้านี้เคลื่อนเข้าใกล้ละติจูดที่ 22 องศาในอีกประมาณหนึ่งปีข้างหน้า เราก็จะพบกลุ่มจุดดับใหม่ปรากฏขึ้นบนดวงอาทิตย์ ทั้งนี้กิจกรรมที่น้อยบนดวงอาทิตย์ในรอบนี้จะมีระยะเวลาที่ยาวนานและเงียบ ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนถึงกับคาดการณ์ว่าดวงอาทิตย์อาจเข้าสู่ช่วงเวลาอันยาวนานที่ไม่มีการเกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์ ดังที่เคยเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 17 (Maunder Minimum) อย่างไรก็ตาม จากผลการวิจัยชิ้นนี้ได้ขจัดความกังวลใจออกไปได้ กลไกเชิงไดนาโมแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ยังคงเกิดขึ้นต่อไป และจุดดับบนดวงอาทิตย์ก็ยังคงไม่ถูกทำลายไป

ช่วงเวลา Maunder Minimum ที่มา: http://www.accademiafisiocritici.it/sole/fisio_10_0.html

จากการที่สายธารพลาสมาไหลอยู่ภายใต้พื้นผิวดวงอาทิตย์ เราจึงไม่สามารถสังเกตเห็นได้โดยตรง ฮิลและเฮาได้ติดตามการเคลื่อนดังกล่าวโดยใช้ helioseismology ทั้งนี้ในขณะที่เกิดการเคลื่อนที่ของมวล(สายธารพลาสมา)ภายในดวงอาทิตย์จะเกิดการส่งคลื่นความดันกระเพื่อมผ่านเข้าไปยังส่วนภายในของดวงอาทิตย์ หรือที่เรียกว่า “พี-โหมด (p-modes)” โดยที่ พี ย่อมาจากความดัน โดยคลื่นความดันจะเด้งไปมารอบๆภายในของดวงอาทิตย์ ทำให้ดวงอาทิตย์สั่นคล้ายกับระฆังใบใหญ่มหึมา โดยการศึกษาที่มุ่งประเด็นของการสั่นของพื้นผิวดวงอาทิตย์ ทำให้มีความเป็นไปได้ที่เราจะทราบว่าเกิดอะไรขึ้นภายในดวงอาทิตย์ ทั้งนี้วิธีการนี้คล้ายกับเทคนิคที่นักธรณีวิทยาใช้ในการสำรวจและทำแผนที่โครงสร้างภายในของโลกเรา

ภาพจำลองโดยคอมพิวเตอร์แสดงการไหวสะเทือนแบบ p-mode ทั้งที่อยู่ภายในและบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ ที่มา: http://en.wikipedia.org/wiki/Helioseismology

ในการศึกษานี้ ทีมนักวิจัยได้นำข้อมูลจากดาวเทียมโซโห (SOHO) และ กอง (GONG) มาใช้ในการศึกษา วิเคราะห์ วิจัยและหาคำตอบในการไขปริศนา ทั้งนี้ GONG ย่อมาจาก Global Oscillation Network Group ซึ่งเป็นเครือข่ายของกล้องโทรทรรศน์ที่ทำการวัดการสั่นของดวงอาทิตย์จากสถานที่ต่างๆที่กล้องโทรทรรศน์ติดตั้งอยู่รอบโลก

ยานสำรวจโซโฮ ที่มา: http://www.sflorg.com/spaceweather/news/images/imsw021907_01_05.jpg

SOHO: SOlar Heliospheric Observatory โซโฮเป็นโครงการความร่วมมือกันระหว่างองค์การอวกาศแห่งยุโรป (ESA : European Space Agency) และองค์การอวกาศนาซาของสหรัฐอเมริกา เพื่อศึกษาดวงอาทิตย์ตั้งแต่ส่วนภายในจนถึงโคโรนาและลมสุริยะ ยานสำรวจโซโฮได้ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม 1995 โดยได้บรรจุเครื่องมือทางวิทยาสตร์จำนวนมากถึง 12 ชิ้น เพื่อทำการถ่ายภาพดวงอาทิตย์ ที่ระยะ 1.5 ล้านกิโลเมตรห่างจากโลก โดยประหนึ่งว่า ยานสำรวจโซโฮเปรียบเสมือนหอดูดวงอาทิตย์ที่โคจรในอวกาศรอบดวงอาทิตย์ ที่มา http://sohowww.nascom.nasa.gov/

GONG : Global Oscillation Network Group GONG เป็นประชาคมที่ร่วมตัวกันเพื่อศึกษาโครงสร้างภายในและพลวัตภายในดวงอาทิตย์ โดยใช้เทคนิค helioseismology เพื่อการดังกล่าว GONG ได้พัฒนาเครือข่ายสถานีทั่วโลกที่มีชุดถ่ายภาพที่มีความแม่นยำสูง เพื่อทำการติดตามและศึกษาดวงอาทิตย์ โดย ณ ปัจจุบัน มีสถานีอยู่ 6 แห่ง Big Bear Solar Observatory แคลิฟลอเนียร์ สหรัฐอเมริกา High Altitude Observatory ฮาวาย สหรัฐอเมริกา Learmonth Solar Observatory ออสเตรเลีย Udaipur Solar Observatory อินเดีย Observatorio del Teide เกาะคานารี ชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกา Cerro Tololo Interamerican Observatory ชิลี ที่มา http://gong.nso.edu/

Big Bear Solar Observatory, California, USA High Altitude Observatory, Mauna Loa, Hawaii, USA Learmonth Solar Observatory, Western Australia Udaipur Solar Observatory, India Observatorio del Teide, Canary Islands Cerro Tololo Interamerican Observatory, Chile

จากการศึกษาในครั้งนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นถึงการไหลของสายธารพลาสมาภายในดวงอาทิตย์ และทำให้เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์ นอกจากนี้สายธารพลาสมายังมีผลกระทบต่อระยะเวลาที่ทำให้เกิดวัฏจักรสุริยะ อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยและวิทยาศาสตร์ทราบดีว่ายังมีสิ่งอื่นที่ต้องเรียนรู้ อาทิ สายธารพลาสมากระตุ้นให้เกิดจุดดับได้อย่างไร รวมไปถึงว่า สายธารพลาสมาเกิดขึ้นมาได้อย่างไร

ดาวเทียม SDO ที่มา: http://sdo.gsfc.nasa.gov/

เพื่อไขปริศนาที่เกี่ยวกับดวงอาทิตย์ นาซาวางแผนที่จะส่งดาวเทียม SDO (Solar Dynamics Observatory) ขึ้นสู่อวกาศภายในปีนี้ ทั้งนี้ ดาวเทียม SDO จะติดตั้งเครื่องมือวัดที่ใช้เทคนิค helioseismology โดยจะทำให้เราสามารถได้ข้อมูลที่เกี่ยวกับภายในดวงอาทิตย์ได้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะการไหลของสายธารพลาสมาและของไหลอื่นๆ ที่เกิดขึ้น ณ บริเวณที่ลึกเข้าไปภายในดวงอาทิตย์

ยานสำรวจ SDO ในห้องไร้ฝุ่น

This entry was posted on วันพฤหัส, สิงหาคม 16th, 2012 at 12:45 and is filed under ไม่มีหมวดหมู่. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.