สนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์
(The Interplanetary Magnetic Field)
เนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ จึงสามารถปลดปล่อยสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์ออกมา
ในช่วงเวลาการเกิด
solar minimum
สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะมีลักษณะคล้ายกับแท่งแม่เหล็กของโลกที่มีลูปหรือวงปิดใกล้กับเส้นศูนย์สูตร
(Equator) และมีลูปหรือวงเปิดใกล้กับบริเวณขั้ว
นักวิทยาศาสตร์เรียกสนามแม่เหล็กแบบนี้ว่าสนามแม่เหล็กขั้วคู่ (Dipole)
ค่าความเข้มของสนามขั้วคู่ของดวงอาทิตย์มีค่าความเข้มเทียบได้กับแม่เหล็กในเครื่องทำความเย็น
(ประมาณ 50
เกาส์) ซึ่งมีค่าความเข้มมากกว่าสนามแม่เหล็กของโลกถึง 100
เท่า
ในช่วง
solar minimum ในปี ค.ศ. 2000
(พ.ศ. 2543) และ
ค.ศ.
2001 (พ.ศ. 2544) ถือเป็นตัวอย่างที่ดีในการพิจารณาที่ผิวของดวงอาทิตย์จะมีจุดมืด
จุดมืดบนดวงอาทิตย์เป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กมีค่าความเข้มสูงมากเมื่อเทียบกับบริเวณรอบๆ
และมีความเข้มมากกว่าค่าความเข้มของสนามขั้วคู่เดิมเป็นร้อยๆ เท่าพุ่งผ่านชั้นโฟโตสเฟียร์
ซึ่งสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่ออกมานี้มีความซับซ้อนมาก
รูปที่ 1
Steve Suess (NASA/MSFC)
ได้จัดทำภาพนี้เพื่อแสดงให้เห็นเกลียวของสนามแม่เหล็กที่มาจากดวงอาทิตย์
ระยะทางประมาณ 100 AU จากดวงอาทิตย์
สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์นี้ไม่ได้เป็นวงรอบบริเวณข้างเคียงดวงดาว
เนื่องจากลมสุริยะลากสนามแม่เหล็กออกมาผ่านระบบสุริยะของเรา
สนามแม่เหล็กที่อยู่ระหว่างดาวเคราะห์นี้เราเรียกว่า “สนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์”
(Interplanetary magnetic field) และดวงอาทิตย์มีการหมุนรอบตัวเอง
โดยดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเองครบ 1 รอบใช้เวลาประมาณ 27 วัน
จึงทำให้สนามแม่เหล็กมีลักษณะเป็นเกลียว (spiral shape)
มีชื่อเรียกเฉพาะว่า
Parker spiral
ตั้งชื่อตาม Eugene Parker
รูปที่ 2 แสดงถึงโครงสร้างของสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์และลมสุริยะ
โลกของเราก็มีสนามแม่เหล็กเช่นกัน ซึ่งก่อให้เกิด bubble รอบๆ ดาวเคราะห์ เรียกว่า magnetosphere ซึ่งทำให้ลมสุริยะมีทิศเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่นดาวอังคารไม่มีชั้น magnetosphere ป้องกัน จึงต้องสูญเสียชั้นบรรยากาศ อันเนื่องมากจากการกัดเซาะของลมสุริยะ (solar wind erosion) สนามแม่เหล็กของโลกและสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์มีการเชื่อมต่อกันโดย magnetopause (บริเวณที่ชั้นmagnetosphereปะทะกับลมสุริยะ) สนามแม่เหล็กโลกวางตัวในทิศเหนือที่ magnetopause ถ้าสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์วางตัวในทิศใต้ เงื่อนไขนี้นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "southward Bz" ดังนั้น สนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์จะสามารถลบล้างสนามแม่เหล็กโลกได้บางส่วนในจุดที่เชื่อมต่อกัน
รูปที่ 3 แสดงชั้นแมกนีโทสเฟียร์ของโลก
Image credit: Oulu Space Physics Textbook
“เมื่อ Bz วางตัวในทิศใต้ซึ่งตรงกันข้ามกับทิศของสนามแม่เหล็กโลก สนามแม่เหล็กทั้งสองจะเชื่อมโยงกัน” Christopher Russell ศาสตราจารย์ผู้เชี่ยวชาญทาง Geophysics and Space Physics จาก UCLA ได้อธิบายไว้ว่า “เราสามารถตามเส้นสนามแม่เหล็กจากโลกไปยังลมสุริยะได้” หรือจากลมสุริยะมายังโลกได้เช่นกัน การวางตัวในทิศใต้ของ Bz ได้ช่วยให้เกิดช่องทางที่ทำให้ลมสุริยะส่งผ่านพลังงานมายังโลกได้
การวางตัวในทิศใต้ของ Bz ทำให้เกิดการแผ่กระจายของออโรรา (auroras) เกิดโดยลมสุริยะหรือการปลดปล่อยก้อนมวลขนาดใหญ่จากโคโรนา ซึ่งสามารถปลดปล่อยพลังงานเข้ามาในชั้นแมกนีโตสเฟียร์ของโลกได้