เดือนเมษายน 2551

April  2008

 

ดวงจันทร์กับแสงเรืองที่ขอบฟ้า

Strange Things Happen at Full Moon 

 

April 28th, 2008

Adapted from : www.space.com

 

 

จันทร์เต็มดวงถูกเล่าขานว่ามีสิ่งแปลกประหลาดหลายอย่าง แต่มีสิ่งหนึ่งที่พึ่งเป็นที่ฉงน เมื่อดาวเทียมที่โคจรผ่านบริเวณ magnetotail หรือหางสนามแม่เหล็กของโลก ต้องเผชิญหน้ากับพายุฝุ่นจากดวงอาทิตย์ และ รายงานจาก NASA ชิ้นนี้มีความสำคัญต่อการสำรวจดวงจันทร์ในอนาคต นักบินอวกาศอาจจะต้องเผชิญหน้ากับเสียงของประจุไฟฟ้าที่เหมือนกับตอนดึงถุงเท้าที่อุดมไปด้วยประจุไฟฟ้าสถิตย์ออกมาจากเครื่องอบแห้ง

 

 

ลมสุริยะ(solar wind) ผลักอาณาเขตอิทธิพลของสนามแม่เหล็กโลก หรือ magnetosphere 

ทำให้เกิดหางสนามแม่เหล็ก(magnetotail) ไปทางดวงจันทร์ 

Credit: NASA

 

ปรากฎการณ์นี้ถูกค้นพบครั้งแรกบนดวงจันทร์เมื่อปี 2511 ขณะที่ยานอวกาศ Surveyor 7 ของนาซา ลงจอดแล้วถ่ายภาพแสงเรืองประหลาดบนขอบฟ้ากลางคืน ไม่มีใครรู้ว่ามันคืออะไรมาจนบัดนี้ ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์คิดว่า มันคือแสงอาทิย์ที่กระเจิงออกมาด้วยฝุ่นมีประจุไฟฟ้าบนดวงจันทร์ ที่ลอยอยู่เหนือผิวนั่นเอง คำอธิบาย 609;ี้สอดคล้องกับข้อมูลจากยาน Lunar Prospector ของนาซา ที่โคจรรอบดวงจันทร์ในปี 2541 ถึง 2542 ขณะโคจรตัดเข้าไปใน magnetotail ได้บันทึกการเปลี่ยนแปลงของความต่างศักย์ด้านกลางคืนของดวงจันทร์เอาไว้ โลกของเราถูกห่อหุ้มด้วยฟองแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการหมุนของแกนโลก ลมสุริยะ(solar wind) หรือกระแสของอนุภาคมีประจุจากดวงอาทิตย์ จะผลักฟองแม่เหล็กทำให้เกิดหางขนาดยาวของสนามแม่เหล็กโลก ทางด้านกลางคืน หางสนามแม่เหล็กโลกจะขยายออกไปจนถึงวงโคจรของดวงจันทร์ และ หนึ่งครั้งของทุกรอบดวงจันทร์โคจรรอบโลก หรือใน คืนวันเพ็ญ ดวงจันทร์ก็จะตัดผ่านหางสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งอาจจะเป็นเหตุต่อเนื่องมาจาก  “พายุฝุ่น”ดวงจันทร์ ถึง การเสียสภาพไฟฟ้าสถิต 

 

 

เมื่อปี 2511 ยานอวกาศ Surveyor 7 ลงจอด ณ ดาวอังคาร และถ่ายภาพแสงเรืองที่ขอบฟ้าหลังพลบค่ำ 

Credit: NASA

 

นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่า ในคืนวันเพ็ญ ดวงจันทร์โคจรผ่านแผ่น “plasma sheet” หรืออนุภาคมีประจุพลังงานสูงที่ถูกขังไว้ในหางสนามแม่เหล็ก อนุภาคที่มีมวลน้อยอย่างอิเลคตรอน(electron) จะแผ่ไปทั่วผิวดวงจันทร์ทำให้ดวงจันทร์มีสภาพเป็นประจุลบ ด้านที่เป็นกลางวันแสงอาทิตย์เมื่อพิจารณาเป็นโฟตอน(photon) โฟตอนจะชนกับอิเลคต$ 19;อนให้หลุดออกไปจากผิว ทำให้ความเป็นประจุลบลดลงไปได้ แต่ในฟากกลางคืนของดวงจันทร์ อิเลคตรอนจะสะสมจนมีความต่ำศักดิ์นับพันโวลท์ ยาน Surveyor 7 ถ่ายภาพอนุภาคฝุ่นเล็กละเอียดที่ล้วนแต่มีประจุไฟฟ้า ลอยอยู่เหนือผิวดวงจันทร์ ภายในด้านกลางคืน ฝุ่นนี้อาจสะสมจนหนาแน่นมากพอที่จะอุดตันอุปกรณ์จักรกลหรือขีดข่วนหมวกของนักบินอวกาศ ความแตกต่างของประจุอย่างสูงอาจทำให้ฝุ่นบินจากด้านกลางคืนที่มีประจุลบมากกว่าไปยังด้านกลางวันที่ประจุลบน้อยกว่า 

 

แผ่นกระแสพลาสมา(plasmasheet) ด้านหลังของโลก หากดวงจันทร์จะ

ตัดผ่าน plasma sheet ต้องอยู่ในตำแหน่งของดวงจันทร์วันเพ็ญ

The source of this material is Windows to the Universe, at http://www.windows.ucar.edu/ at the University Corporation for Atmospheric Research (UCAR). © The Regents of the University of Michigan; All Rights Reserved.

 

นาซามีความกังวลมานานเกี่ยวกับอนุภาคมีประจุและฝุ่นดวงจันทร์ที่อาจส่งผลกระทบต่อนักบินอวกาศ สิ่งแวดล้อม และเครื่องจักรซึ่งในที่นี้คือยานอวกาศนั่นเอง จึงกำลังวางแผนโครงการส่งยานสำรวจไปขุดคุ้ยความลับของฝุ่นดวงจันทร์เหล่านี้ แผ่นกระแสพลาสมาหรือ plasma sheet เป็นกระแสที่ค่อนข้างคงที่ โบกขึ้นลงตลอดเวลา ดังนั้นดวงจันทร์ที่โคจรผ่านหางสนามแม่เหล็ก plasma sheet ก็จะตัดผ่านดวงจันทร์ครั้งแล้วครั้งเล่า 

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

 

 

 

 

----------------------------------------------------------

พบดาวเคราะห์คล้ายโลกแต่มวลมากกว่าโลก

 New Super-Earth is Smallest Yet

 

April 24th, 2008

Adapted from : www.space.com

 

นักดาราศาสตร์อาจค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ(extrasolar planet) ที่เล็กที่สุด ซึ่งเป็นพิภพหินที่กำลังโคจรในดาวฤกษ์ดวงหนึ่งภายในกลุ่มดาวสิงโต(Leo) Ignasi Ribas จากสภาวิจัยสเปน(Spanish Research Council : CSIC) หัวหน้ากลุ่มนักวิจัยกล่าวว่า หลังจากการยืนยันครั้งสุดท้าย ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงนี้ จะเป็นดวงที่เล็กที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา” “งานวิจัยได้เปิดเส้นทางใหม่ที่ควรนำไปสู่การค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเล็กกว่านี้ภายในอนาคตอันใกล้ กับจุดมุ่งหมายที่จะพบพิภพที่คล้ายคลึงกับโลกยิ่งขึ้น”

 


 

 

ระบบดาวฤกษ์ GJ 436 หรือ HIP 57087 ภายในกลุ่มดาวสิงโต(Leo) 

source: http://www.wingmakers.co.nz/HD_97633_Planetary_System.html

 

ดาวเคราะห์ดวงล่าสุดที่พึ่งถูกค้นพบนี้มีมวลประมาณ 5 เท่าของมวลโลก อยู่ห่างจากโลกไป 30 ปีแสง( 1 ปีแสง คือระยะทางที่แสงเดินทางได้ภายใน 1 ปี คิดเป็น 9,460 ล้านกิโลเมตร) นักวิทยาศาสตร์คาดว่ามันเป็นดาวเคราะห์หิน(rocky planet) แทนที่จะเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ แต่ก็ยังไม่มีภาพถ่ายตัวดาวจริงๆ ออกมา มันมีชื่อว่า GJ 436c เป็นดาวเคราะห์บริวารภา$ 18;ในระบบดาวฤกษ์ GJ 436 ใช้เวลาโคจรรอบดาวฤกษ์ภายในเวลาเพียง 5.2 วันเท่านั้น  และหมุนรอบตัวเองใช้เวลาประมาณ 4.2 วัน ในขณะที่โลกใช้เวลาหมุนรอบตัวเอง 1 วัน และโคจรรอบดวงอาทิตย์ 365 วัน

 

 

 

ภาพจำลองแสดงดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะแบบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์หินภายในระบบดาวฤกษ์ไกลโพ้น 

source: http://elrincondelenzina.blogsome.com/images/Planeta.jpg

มวลซึ่งมากกว่าโลกทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกจัดอยู่ในบัญชี “super-Earth” ซึ่งเป็นรายชื่อดาวเคราะห์ที่มีมวลอยู่ระหว่าง 1 ถึง 10 เท่าของมวลโลก ในขณะที่โลกมีรัศมีประมาณ 6,400 กิโลเมตร นักดาราศาสตร์คำนวณได้ว่ารัศมีของพิภพหินมวลมากรายนี้จะมากกว่าโลกร้อยละ 50 

 

 

 

แผนภูมิแสดงส่วนประกอบของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ชนิดคล้ายดาวเนปจูน(Neptune-like) 

กับแบบคล้ายโลก(Earth-like) เทียบกับดาวพฤหัสบดี(Jupiter) 

source: http://www.oklo.org/wp-content/images/gl581cores.jpg

นักดาราศาสตร์ทำนายว่าการมีอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะขนาดเล็ก ขึ้นอยู่กับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์วงใน อย่างดาวเคราะห์ GJ 436b ที่ถูกค้นพบภายในระบบดาวเดียวกัน เมื่อปี 2547 โดย GJ 436b มีมวลประมาณ 22 เท่าของมวลโลก จัดอยู่ในกลุ่มดาวเคราะห์คล้ายดาวเนปจูน(Neptune-like) ในขณะที่ดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ในบรรดา 280 ดวงที่ถูกค้นพบ ล้วนแต่เป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีขนาดใหญ่ มวลมาก และโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่ของมันจนถูกจัดอยู่ในกลุ่ม hot-Jupiter หรือดาวพฤหัสบดีร้อน แต่ดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นหินและมีมวลน้อยพอๆ กับโลกยังไม่ถูกค้นพบมากนัก
 

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล  

 

 

----------------------------------------------------------

พบแหล่งกำเนิดลมสุริยะ

 Solar Wind Source Found By Andrea Thompson 

April 22nd, 2008

Adapted from: www.space.com

 

ในที่สุดนักดาราศาสตร์ก็สามารถเจาะจงจุดเริ่มต้นของลมสุริยะ(solar wind) หนึ่งในสองชนิด

ลมสุริยะคือกระแสไฟฟ้าของอนุภาคมีประจุที่ไหลอย่างสม่ำเสมอจากดวงอาทิตย์ในทุกทิศทาง  อนุภาคที่เดินทางจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกใช้เวลาเดินทางไม่ถึงสอบวัน และเมื่อลมแปรเปลี่ยนเป็นพายุ ก็จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “แสงเหนือแสงใต้”(aurora) ในบริเวณใกล้ศูนย์สูตรโลก เมื่ออนุภาคมีประจุพลังงานสูงเหล่านั้นทำอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กโลก

 

ลมสุริยะคือกระแสอนุภาคมีประจุที่ออกมาจากดวงอาทิตย์อย่างสม่ำเสมอ

source: http://scijinks.jpl.nasa.gov/en/educators/gallery/spaceweather/solar_wind_L.jpg

 

Louise Harra จาก University College London เปิดเผยในการประชุมที่กรุงเบลฟาสท์ ประเทศไอร์แลนด์เหนือว่า   ลมสุริยะบางส่วนกระจายออกมาจากบริเวณศูนย์สูตรดวงอาทิตย์ ที่ขอบของจุดสว่างภายในชั้นบรรยากาศดวงอาทิตย์ และถูกปลดปล่อยออกมาเมื่อสนามแม่เหล็กของสองจุดสว่างเชื่อมโยงกัน  “มันน่าตื่นตาตื่นใจที่ท้ายที่สุดก็สามารถชี้จุดกำเนิดของลมสุริยะได้  หลังจากที่มันถูกอภิปรายมาหลายปี และตอนนี้เราก็ได้จิ๊กซอว์ชิ้นสุดท้ายแล้ว”

ดวงอาทิตย์แผ่รังสีซึ่งเป็นพลังงานบริสุทธิ์ไปพร้อมๆ กับลมสุริยะ ซึ่งเป็นสสารที่เคลื่อนที่เร็ว  อนุภาคภายในลมสุริยะจะถูกเร่งความเร็วโดยสนามแม่เหล็กดวงอาทิตย์ และโครงสร้างหรือรูปแบบของสนามแม่เหล็กนั้นมีอิทธิพลต่อความเร็วของลมสุริยะเมื่อพวกมันออกสู่อวกาศ 

 

 

ภาพถ่ายในย่านรังสีเอกซ์โดยยานอวกาศ Hinode เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 2550  ภาพซ้ายมือแสดงกระแสก๊าซที่ออกมาจากบริเวณจุดสว่าง  

ส่วนภาพสีน้ำเงินแสดงกระแสวัสดุที่ไหลออกมาทางโลกซึ่งท้ายที่สุดก็คือลมสุริยะ  และภาพสีแดงคือกระแสก๊าซที่ไหลกลับเข้าสู่ผิวดวงอาทิตย์ 

Image credit: L. Harra/JAXA/NASA/ESA

 

นักดาราศาสตร์ทราบว่ามีลมสุริยะสองชนิด โดยแบ่งได้ตามอัตราเร็วของพวกมัน  ลมสุริยะที่เร็วกว่าเกิดจากบริเวณที่เรียกว่า coronal hole บริเวณใกล้ๆ ขั้วของดวงอาทิตย์ ซึ่งมีอัตราเร็วถึง 2.9 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง  ส่วนลมสุริยะที่ช้ากว่าจะออกมาจากบริเวณศูนย์สูตรดวงอาทิตย์ ด้วยอัตราเร็วในช่วง 0.72 ถึง 1.8 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

ลมสุริยะจาก coronal hole ที่เร็วกว่าเนื่องจากสนามแม่เหล็กที่วาดโค้งออกมาจากขั้วดวงอาทิตย์มักเป็นเส้นสนามแบบเปิด หรือเป็นเส้นสนามที่ไม่ย้อนกลับเข้าหาผิวดวงอาทิตย์  ดังนั้นก๊าซทุกชนิดจึงไหลออกอย่างไม่มีอะไรไปหยุดพวกมันได้ ส่วนที่เส้นศูนย์สูตร เนื่องจากมีทั้งเส้นสนามแม่เหล็กแบบปิดและแบบเปิด    เส้นสนามแบบปิดหรือเส้นสนามที่พุ่งออกและกลับเข้าหาผิวดวงอาทิตย์จะกักเก็บพลาสมาหรือก๊าซมีประจุของดวงอาทิตย์เอาไว้  ทำให้มีเพียงสนามแม่เหล็กแบบเปิดเท่านั้นที่ลมสุริยะสามารถไหลออกมาได้  ผลก็คือลมสุริยะจากบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรจะมีอัตราเร็วต่ำและมีหลายช่วงอัตราเร็ว

 

 

Active Region หรือบริเวณกัมมันต์บนผิวดวงอาทิตย์คือบริเวณที่เส้นสนามแม่เหล็กเข้มข้นจนก่อให้เกิดจุดมืด(sunspot)

และพร้อมสำหรับเกิดการประทุบนผิวดวงอาทิตย์

Credit: Jack Newton

 

ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hinode ขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น(JAXA)   Harra และคณะพบหลายฐานชิ้นแรกที่ชี้ว่ามีกระแสก๊าซออกมาจากบริเวณศูนย์สูตรด้วยความเร็วสูงได้อย่างไร เมื่อพวกเขาพบว่า หากเส้นสนามแม่เหล็กจากบริเวณกัมมันต์(active region)ขนาดใหญ่ บริเวณศูนย์สูตรเชื่อมต่อกับเส้นสนามแม่เหล็กของบริเวณกัมมันต์ที่พึ่งเกิดใหม่  เส้นสนามจากบริเวณทั้งสองที่มีทิศทางและความเข้มที่พอเหมาะ จะเกิดหักล้างและเปิดออก ทำให้ก๊าซมีประจุถูกปล่อยออกมาด้วยความเร็วสูง    บริเวณดังกล่าวสามารถเชื่อมต่อกันได้แม้เมื่อมีระยะห่างกัน 500,000 กิโลเมตร(ซึ่งเท่ากับเอาโลก 40 ดวงมาเรียงต่อกัน)  สำหรับ

การทำความเข้าใจที่มาของลมสุริยะจึงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำนายผลกระทบที่มีต่อโลก และช่วยป้องกันอันตรายต่อดาวเทียมที่โคจรรอบโลกอีกด้วย

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

 

 

 

----------------------------------------------------------

ค้นหาภูเขาไฟดาวศุกร์

 Spacecraft Eyes Venus for Active Volcanoes By Space.com Staff

and

Venus Express reboots the search for active volcanoes on Venus

 

April 17th, 2008

Adapted from: www.space.com, http://www.esa.int

 

ดาวศุกร์อาจอุดมไปด้วยภูเขาไฟที่ยังมีชีวิต ซึ่งผลิตก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์(sulfur dioxide)ปริมาณมหาศาลภายในชั้นบรรยากาศ  นักวิทยาศาสตร์อภิปรายกันว่าก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ที่ถูกตรวจพบโดยยานอวกาศ Venus Express ขององค์การอวกาศยุโรป(European Space Agency : ESA) ว่ามาจากการประทุของภูเขาไฟในปัจจุบันหรือเป็นสิ่งหลงเหลือไว้จากการประทุเมื่อกว่า 10 ล้านปีก่อน 

 

ภาพจำลองแสดงยาน Venus Express ของ ESA กำลังอยู่ในวงโคจรรอบดาวศุกร์

Credit: ESA 

 

 

Fred Taylor นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการ Venus Express จากมหาวิทยาลัยออกฟอร์ด (Oxford University)  กล่าวว่า “ภูเขาไฟเป็นกุญแจสำคัญของระบบอุตุนิยม”  สารประกอบกำมะถัน(Sulfur)  จะไม่สามารถคงสภาพได้นานภายในชั้นบรรยากาศโลกเนื่องจาก มันจะทำปฏิกิริยากับผิวของดาวเคราะห์ แต่ก็อาจจะอยู่ได้นานขึ้นสำหรับหินที่ผิวบนดาวศุกร์

ยาน Venus Express ใช้วิธีการวิเคราะห์สเปคตรัมเพื่อศึกษาวิธีการที่ชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ดูดกลืนแสงดาวและแสงจากดวงอาทิตย์  ซึ่งบ่งชี้ชนิดของอะตอมและโมเลกุลภายในชั้นบรรยากาศ   แล้วพบว่าก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ภายในชั้นบรรยากาศส่วนบนจะลดลง 2 ใน 3 ภายในเวลาหลายวัน  

 

 

ร่องรอยภูเขาไฟบนดาวศุกร์ ณ Parga Chasma ซึ่งยังต้องรอคอยการพิสูจน์ว่ายังมีภูเขาไฟดาวศุกร์ที่คุกรุ่นในปัจจุบันหรือไม่

Credit:NASA/JPL

 

 

Jean-Loup Bertaux  หัวหน้านักวิเคราะห์จาก French Aeronomy Service กล่าวว่า “ผมมีความสงสัยมากเกี่ยวกับสมมติฐานภูเขาไฟ”  “อย่างไรก็ตามผมยอมรับว่าเรายังไม่เข้าใจว่าทำไมจึงมีก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ที่ระดับความสูงขนาดนั้นซึ่งจะเป็นจุดที่ก๊าซชนิดนี้จะถูกทำลายอย่างรวดเร็วโดยแสงอาทิตย์ และทำไมมันจึงแปรเปลี่ยนอย่างรุนแรง”

การแปรเปลี่ยนของระดับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์นั้นช้าลงภายในชั้นบรรยากาศที่ต่ำลงไป   ที่ซึ่งยาน Venus Express วัดระดับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์โดยวิเคราะห์จากการดูดกลืนรังสีอินฟราเรด(infrared)   สัญญาณรังสีอินฟราเรดที่เข้มข้นที่ถูกดูดกลืนมากที่สุดจากอุปกรณ์ VIRTIS(Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) แสดงให้เห็นว่ามีก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์มาก 

 

 

ภาพจำลองแสดงภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นบนดาวศุกร์

Credits: ESA - AOES Medialab

 

 

 

Giuseppe Piccioni หัวหน้าผู้วิเคราะห์ร่วม ประจำแผนกอุปกรณ์ VIRTIS “ด้วย VIRTIS เราพบซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ระดับความสูงตั้งแต่ 35 ถึง 40 กิโลเมตร และเห็นว่าแทบไม่เห็นความเปลี่ยนแปลงเกินกว่า 40 เปอร์เซ็นต์ ในชั้นบรรยากาศดาวตลอดระยะเวลาสองปีล่าสุด” 

นักวิทยาศาสตร์หวังว่าพวกเขาจะสามารถยืนยันหรือพิสูจน์สมมติฐานทฤษฎีภูเขาไฟดาวศุกร์ ด้วยการค้นหาพวยก๊าซจากภูเขาไฟหรือจุดร้อนบนผิวดาวที่บ่งชี้ว่ามีการไหลของกระแสธารหินหลอมเหลว(lava)  ซึ่งจะถูกบรรจุเป็นแผนงานในอนาคตของโครงการ Venus Express

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

 

 

----------------------------------------------------------

 

คลื่นทสึนามิบนดวงอาทิตย์

 Solar Tsunamis Move at Astronomical Speeds  By Andrea Thompson 

April 17th, 2008

Adapted from: www.space.com

 

ยานอวกาศคู่แฝด STEREO ของ NASA จับภาพคลื่นขนาดใหญ่บนผิวดวงอาทิตย์ เมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม 2550 ได้ ขณะที่คลื่นดังกล่าวเคลื่อนผ่านชั้นบรรยากาศทั้งสี่ชั้นของดวงอาทิตย์  ซึ่งนับเป็นการจับผ่านคลื่นขนาดใหญ่ที่เคลื่อนผ่านชั้นบรรยากาศระดับต่ำของดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก

นักดาราศาสตร์คิดว่า คลื่นบนดวงอาทิตย์ ซึ่งเคยถูกถ่ายได้ในทศวรรษก่อน โดยยานอวกาศ SOHO เป็นคลื่นชนิดเดียวกับคลื่นทสึนามิ(tsunami) ที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรของโลก   คลื่นทสึนามิบนดวงอาทิตย์มีกำเนิดคล้ายคลื่นปิศาจบนโลก จากการปลดปล่อยพลังงานที่ทำให้เกิดคลื่นความดัน(pressure wave) ที่เคลื่อนผ่านตัวกลางบางชนิด  สำหรับบนโลกตัวกลางดังกล่าวก็คือน้ำในมหาสมุทร ส่วนบนดวงอาทิตย์ก็คือก๊าซร้อนในชั้นบรรยากาศนั่นเอง 

 

คลื่นทสึนามิบนดวงอาทิตย์กำลังเคลื่อนที่บนผิวดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วนับล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

Credit: NASA STEREO Consortium

 

จนถึงปัจจุบัน ยังมีปริศนามากมายเกี่ยวกับคลื่นทสึนามิบนดวงอาทิตย์  อัตราเร็วของคลื่นที่ถูกคำนวณได้จากภาพถ่ายของ SOHO ไม่สอดคล้องกับความเข้มของคลื่นที่ได้จากการคำนวณ  Peter Gallager จาก วิทยาลัย Trinity College Dublin  อธิบายว่า “ดูเหมือนว่าอัตราเร็วของคลื่นจะช้าเกินไปสำหรับปริมาณพลังงานที่เราเห็นจากการประทุ”   การระเบิดปลดปล่อยพลังงานประมาณ 2000 ล้านเท่า ของปริมาณพลังงานที่โลกใช้ภายในหนึ่งปี ภายในเวลาเพียงเสี้ยววินาทีเท่านั้น 

กล้องถ่ายภาพซึ่งติดตั้งบนยานอวกาศ STEREO ทั้งสองลำ  มีสามารถในการถ่ายภาพได้จำนวนมากกว่ายาน SOHO ภายในเวลาเท่ากัน  ดังนั้น Gallagher และคณะ จึงสามารถวัดอัตราเร็วของคลื่นทสึนามิดวงอาทิตย์ได้แม่นยำถึงกว่า 1 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง  “พวกมันเคลื่อนที่เร็วกว่าที่เราเคยคิด” Gallagher กล่าว “อัตราเร็วของมันสูงมาก เพียงชั่วพริบตามันก็อาจเดินทางมาถึงโลก”

 

ภาพในความยาวคลื่น H-alpha(656.3 นาโนเมตร)แสดงแสงสว่างสีขาวที่จุดมืด AR10930 พร้อมทั้งคลื่นลักษณะคล้ายคลื่นทสึนามิ ที่ออกมาจากการประทุบนจุดดับนั้น  เมื่อปี 2549

Credit: NSO/AURA/NSF and USAF Research Laboratory.

 

อุปกรณ์ถ่ายภาพในย่านคลื่นอัลตราไวโอเลตพลังงานสูง(Extreme Ultraviolet Imager :EUVI) บนยาน STEREO ช่วยให้นักดาราศาสตร์ติดตามดวงอาทิตย์ในช่วงสี่ความยาวคลื่น โดยแต่ละความยาวคลื่นหรืออุณหภูมิก็สอดคล้องกับบรรยากาศแต่ละชั้นของดวงอาทิตย์(ซึ่งมีอุณหภูมิต่างกัน ตั้งแต่ 60,000 ถึง 2,000,000 องศาเซลเซียส)  โดยคลื่นทสึนามิดูเหมือนจะเคลื่อนที่ในชั้นบรรยากาศที่มีความหนาแน่นสูงได้เร็วกว่าคลื่นในชั้นบรรยากาศความหนาแน่นต่ำกว่า  

สำหรับสิ่งที่ทำให้เกิกดคลื่นพลังงานสูงเหล่านี้ยังไม่มีคำอธิบายที่แน่ชัด นักดาราศาสตร์ทราบว่าพวกมันเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยมวลโคโรนา(coronal mass ejections :CMEs)  ซึ่งเป็นเกลียวสนามแม่เหล็กที่กักเก็บก๊าซไว้ภายใน และถูกเร่งออกมาจากดวงอาทิตย์

 

ภาพจำลองยานอวกาศคู่แฝด STEREO สำหรับศึกษา CME แบบสามมิติ

Credit:NASA

 

คลื่นทสึนามิบนดวงอาทิตย์อาจเป็นคลื่นกระแทก(shockwave) ที่เป็นผลมาจาก CME หรืออาจจะเกี่ยวข้องกับปรากฎการณ์ที่กระตุ้นให้เกิดการประทุแบบทั่วๆไป   แต่เมื่อใดก็ตามที่พวกมันถูกพบก็มักจะเกี่ยวข้องกับ CME เสมอ   ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญต่อการพยากรณ์การเกิด CME ซึ่งมวลสารพลังงานสูงภายใน CME สามารถก่อความเสียหายต่อโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ได้  Gallagher  คิดว่าการสำรวจด้วยยานอวกาศ STEREO จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ตัดสินว่าอะไรทำให้เกิดอะไรตามมา

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล 

 

 

----------------------------------------------------------

จุดมืดบนผิวดวงอาทิตย์จุดใหม่พลันปราก

Sunspots Erupt Suddenly By Robert Roy Britt 

April 1st, 2008

Adapted from: www.space.com

 

หลังจากหลายเดือนของความเงียบสงบ  กลุ่มจุดมืด(sunspot) ของดวงอาทิตย์จำนวนสามจุด ปรากฏขึ้นเมื่อช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมา และกำลังใหญ่ขึ้นอย่างรวดเร็ว  แต่มีบางสิ่งผิดแปลกไป

จุดมืด คือบริเวณที่อุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณอื่น ซึ่งสนามแม่เหล็กบนผิวดวงอาทิตย์บิดเป็นเกลียวและมีความเข้มสูง  เหมือนกับหมวกที่สวมกลุ่มพลังงานเอาไว้ เมื่อหมวกถูกหงายขึ้น จะเกิดการปลดปล่อยอนุภาคมีประจุและแผ่การแผ่รังสีจากการลุกจ้า(flare)   โดยทั่วไปพายุสุริยะ(solar storm)ครั้งใหญ่ หรือพายุสุริยะที่มีความเข้มของรังสีและอนุภาคพลังงานสูง สามารถก่อกวนการสื่อสารบนโลกหรือแม้แต่ทำให้ดาวเทียมใช้การไม่ได้ 

 

 

กลุ่มจุดมืดทั้งสาม บนผิวดวงอาทิตย์ในสัปดาห์นี้ จากยานอวกาศ SOHO แสดงกลุ่มจุดที่ค่อยๆ โตขึ้นและสามารถเกิดการลุกจ้า(flare) ได้

อย่างไรก็ดี ขั้วแม่เหล็กของพวกมันดูจะสอดคล้องกับจุดมืดจากวัฏจักรสุริยะรอบที่แล้วมากกว่า

Credit: SOHO/MDI

 

ดวงอาทิตย์ผ่านช่วงเวลา 11 ปี ของวัฏจักรสุริยะรอบที่แล้วไป   และช่วงเวลาที่มีจุดมืดและการลุกจ้าเกิดขึ้นบ่อยครั้ง คือเมื่อปี 2544 และ 2545   ส่วนวัฏจักรสุริยะใหม่ หรือรอบที่ 24 (Solar Cycle 24)  เริ่มต้นเมื่อไม่นานมานี้ จากการพบจุดมืดซึ่งมีขั้วแม่เหล็กกลับทิศ  แต่การจะชี้ชัดลงไปเลยว่าวัฏจักรสุริยะรอบปัจจุบันเริ่มต้นเมื่อใด ยังเป็นความท้าทายต่อนักวิทยาศาสตร์อยู่ บางทีอาจจะเป็นเมื่อปี 2549  ซึ่งมีรายงานมาก่อนหน้านี้หรือแม้กระทั่งปี 2550  อนึ่งวัฏจักรสุริยะเริ่มนับรอบตั้งแต่นักวิทยาศาสตร์เริ่มบันทึกจำนวนจุดมืดบนผิวดวงอาทิตย์ตั้งแต่กลางทศวรรษ 1870-1880

ทว่าในความเป็นจริง จุดมืดจุดใหม่มีขั้วแม่เหล็ก(magnetic polarity) สอดคล้องกับวัฏจักรสุริยะรอบที่แล้ว หรือรอบที่ 23 เนื่องจากสภาพขั้วของจุดดับที่นำหน้าจะเหมือนกับสภาพขั้วของจุดดับในครั้งที่ 24 แทนที่จะสลับกัน เพื่อเป็นสัญญาณว่านี่เป็นวัฏจักรสุริยะรอบใหม่(ดูภาพและคำอธิบายประกอบ)   การพิสูจน์จำเป็นต้องศึกษาเกี่ยวกับดวงอาทิตย์เชิงอุณหภูมิ

 

จุดมืด(sunspot) แสดงเป็นจุดสีดำบนผิวดวงอาทิตย์โดยมีขั้วเหนือ(N) และใต้(S)

ภาพซ้ายมือสุดคือจุดดับและสภาพขั้วแม่เหล็กของจุดมืดที่อยู่กับเป็นขั้วเหนือและใต้

จะเห็นว่าทางซีกเหนือของดวงอาทิตย์จุดมืดขั้วเหนือจะนำหน้าขั้วใต้ แต่ทางใต้ จะสลับกัน

และในช่วงที่เกิดพายุสุริยะบ่อยครั้งที่สุด(solar maximum) จุดมืดจะเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรดวงอาทิตย์ 

เมื่อเข้าสู่วัฏจักรสุริยะรอบใหม่ สภาพขั้วของจุดดับจะสลับตำแหน่งกันดังภาพขวามือ

ที่จุดมืดขั้วใต้จะนำหน้าจุดมืดขั้วเหนือในซีกเหนือของดวงอาทิตย์

source : http://ircamera.as.arizona.edu/astr_250/images/spots.gif 

 

หนึ่งในสามจุดมืดใหม่ เรียกว่าจุดมืดหมายเลข 989 ปลดปล่อยการลุกจ้าระดับกลางออกมาเมื่อวันอังคารที่ 25 มีนาคม ที่ผ่านมา  ทาง National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ของสหรัฐอเมริกาพยากรณ์ว่ามีความเป็นไปได้ 50 เปอร์เซ็นต์ที่จะมีการลุกจ้าระดับกลางภายในวันที่ 27 มีนาคม อีกครั้ง

พายุสุริยะบางครั้งจะทำให้เกิดแสงเหนือแสงใต้(aurora)  เหนือพื้นผิวโลกบริเวณใกล้ขั้วโลก  แต่ยังไม่มีแสงเหนือแสงใต้เกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายในสัปดาห์นี้

 

ภาพถ่ายจุดมืดทั้งสามจุด ในวันที่ 27 มีนาคม 2551 ปกติ หากเป็นจุดมืดของวัฏจักรสุริยะรอบใหม่

ที่พึ่งเริ่มต้นจุดมืดจะไม่อยู่บริเวณศูนย์สูตรดวงอาทิตย์ แต่จะอยู่ห่างออกไปทางเหนือและใต้ อีกทั้ง

จุดมืดดังกล่าวยังมีสภาพขั้วเหมือนกับสภาพขั้วของวัฏจักรสุริยะรอบที่แล้ว

Credit:SOHO/MDI

 

จากผลการพยากรณ์จากนักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่ม  คาดว่าวัฏจักรสุริยะรอบที่ 24 จะมีความรุนแรงกว่าทุกครั้งที่ผ่านมา หากเป็นดังเช่นผลการคำนวณ จะเกิดผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อการสื่อสารทางไกล การจราจรทางอากาศ ระบบสายส่งพลังงาน และระบบนำร่องภาคพื้นดิน(Global Positioning System)

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

 

 

 

----------------------------------------------------------

 

คลื่นงอในโคโรนา

 New Kink in Sun's Strange Corona  By Clara Moskowitz 

 

 

April 1st, 2008

Adapted from: www.space.com

 

นี่คือเหตุการณ์อันผิดปกติ เมื่อคุณถอยห่างออกมาจากกองเพลิง อุณหภูมิเย็นลงๆ  จนกระทั่งอยู่ๆ คุณก็ถูกเผาใหม่อย่างฉับพลัน!!!???  นี่คือสิ่งสำคัญที่เกิดขึ้นภายในชั้นบรรยากาศนอกสุดของดวงอาทิตย์ ที่เรียกว่า โคโรนา(corona)    งานวิจัยใหม่ล่าสุดศึกษาสิ่งที่ซับซ้อนนี้ด้วยการอุดรอยรั่วของทฤษฎีเดิมที่ใช้อธิบายปรากฎการณ์อันชวนฉงนนี้

 

 

อุณหภูมิของชั้นบรรยากาศดวงอาทิตย์ตั้งแต่ chromosphere ออกมายัง Transition Zone และ Corona

จะเห็นว่าจากอุณหภูมิเพียง 6000 เคลวิน  โคโรนามีอุณหภูมินับล้านเคลวิน

source: http://ircamera.as.arizona.edu/NatSci102/images/at16fg13.jpg

 

 

เมื่อปีกลาย Steve Tomczyk นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ จากศูนย์วิจัยแห่งชาติเพื่อการวิจัยชั้นบรรยากาศ  สหรัฐอเมริกา และคณะยืนยันว่า คลื่น Alfven รูปร่างเหมือนสว่านเปิดจุกขวด(corkscrew) เปลี่ยนให้เป็นพลังงานในการเคลื่อนที่ของสสารจากดวงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานความร้อน แต่งานวิจัยใหม่ล่าสุด  ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal Letters ฉบับวันที่ 6 มีนาคม 2551   แย้งว่า สิ่งที่คณะของ Tomczyk เห็นไม่ใช่ Alfven wave หากแต่เป็นคลื่นงอ(kink wave)  ซึ่งดูเหมือนส่วนโค้งภายในเชือกหรือเส้นผม    

 

การเคลื่อนที่แบบสว่านเปิดขวดของคลื่น Alfven(Alfven oscillation) กับการเคลื่อนที่แบบโค้งของคลื่นงอ(kink oscillation) 

Credit: Van Doorsselaere et. al

 

 

Tom Van Doorsselaere นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งวอริคก์(University of Warwick) สหราชอาณาจักร หนึ่งในคณะนักวิจัยผู้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยใหม่ล่าสุดกล่าวว่าเพิ่มเติมว่า “คลื่นงอไม่สามารถอธิบายว่าเหตุใดโคโรนาจึงมีความร้อนสูง  พวกมันพาพลังงานน้อยได้น้อยมาก”

Van Doorsselaere และคณะใช้แบบจำลองที่ซับซ้อนยิ่งกว่าแบบจำลองของ Tomczyk  แล้วพบว่าคลื่นที่สังเกตการณ์พบไม่เกี่ยวข้องกับคลื่น Alfven  และต้องเป็นคลื่นงอ

“ณ เวลานี้ ผมไม่เห็นว่ามีคำอธิบายใดจะสามารถอธิบายผลการสังเกตการณ์(อุณหภูมิในโคโรนา)ได้”   Van Doorsselaere  กล่าว  “ผมมีความปรารถนาว่าจะมีผู้เขียนงานวิจัยคนอื่นที่ทำถูกต้อง เพราะมันจะเป็นข่าวดีที่ท้ายสุดปริศนาก็ถูกแก้ไข”   นอกจากนี้ยังกล่าวว่า Tomczyk และคณะยังคงคิดว่าคลื่น Alfven ยังอยู่เบื้องหลังความร้อนสูงของโคโรนา  พวกเขาไม่ได้เสียความเชื่อมั่นเมื่อเราถูก แต่พวกเขาเชื่อมั่นว่าความคิดของเราควรจะได้รับการตีพิมพ์และถูกอภิปราย “บางทีในการประชุมเชิงวิชาการครั้งหน้า อาจจะมีการอภิปรายกันในประเด็นนี้”

 

การประทุของเมฆอนุภาคมีประจุหรือพลาสมาในบรรยากาศชั้นโคโรนา  โดยทุกๆรูปแบบของอนุภาคที่ปรากฏจะเป็นไปตามโครงสร้างของเส้นสนามแม่เหล็ก

Credit: ESA

 

ดวงอาทิตย์อาจไม่ใช่ดาวฤกษ์ดวงเดียวที่มีชั้นบรรยากาศส่วนนอกที่พิเศษแบบนี้  Van Doorsselaere กล่าวว่า “เราคิดว่าดวงอาทิตย์มีโคโรนาแบบนี้เป็นเรื่องปกติ”  “ดาวฤกษ์ดวงอื่นที่มีขนาดใหญ่กว่าและอาจจะมีโคโรนาที่มีการแปรเปลี่ยนมากกว่านี้”   แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้พิภพของมนุษย์มากที่สุดจึงเป็นโอกาศที่ดีที่สุดในการศึกษาปรากฏการณ์นี้  นักวิทยาศาสตร์ยังคงหวังว่าเราจะก้าวไปสู่กั้นบึ้งของปริศนานี้ในอีกไม่ช้า

Van Doorsselaere  สรุปว่า “เพื่อทดสอบ เราจำเป็นต้องทำการสังเกตการณ์ให้ดียิ่งขึ้น”  “เรากำลังจะได้กล้องโทรทรรศน์และดาวเทียมเพื่อเฝ้ามองดวงอาทิตย์  มีหลายภารกิจทีเดียวในอนาคตที่เต็มเปี่ยมไปด้วยความหวังในการไขปัญหา”  เขากล่าวว่าหอสังเกตการณ์พลวัตดวงอาทิตย์(Solar Dynamics Observatory) ของ NASA จะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปลายปีนี้หรือต้นปีหน้า ส่วนทางฝั่งยุโรป องค์การอวกาศยุโรป ก็จะส่งยานอวกาศ Solar Orbiter ภายในปี 2558

 

เรียบเรียงโดย : วัชราวุฒิ กฤตินธรรม ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

 

 

 

 

 

----------------------------------------------------------