โฟโตสเฟียร์
(Photosphere)
Image credit: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/w920607.jpg
โฟโตสเฟียร์ (Photosphere): ผิวของดวงอาทิตย์
ชั้นบรรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่อยู่ล่างที่สุด คือ ชั้นโฟโตสเฟียร์ ชั้นนี้เองเป็นชั้นที่ปล่อยแสงที่เรามองเห็นโฟโตสเฟียร์นี้หน้าประมาณ 500 กิโลเมตร แต่แสงส่วนใหญ่ที่เรามองเห็นมาจากโฟโตสเฟียร์ชั้นที่บางกว่านั้นคือประมาณ 150 กิโลเมตร นักดาราศาสตร์เรียกชั้นโฟโตสเฟียร์นี้ว่าผิวของดวงอาทิตย์ บริเวณล่างสุดของชั้นโฟโตสเฟียร์นี้มีอุณหภูมิประมาณ 6,400 เคลวิน ในขณะที่ส่วนบนสุดของชั้นโฟโตสเฟียร์นี้มีอุณหภูมิประมาณ 4,400 เคลวิน
รูปแสดงชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์
ลักษณะเด่นที่สังเกตได้บนโฟโตสเฟียร์ คือ จุดมืด (sunspots), แฟคูเล (faculae), กรานูล (granules) และซูปเปอร์กรานูล (supergranules)
จุดมืด คือ บริเวณที่เห็นเป็นจุดดำ ๆ บนผิวของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิที่จุดมืดจะอยู่ที่ประมาณ 3700 เคลวิน ซึ่งลดลงเมื่อเทียบกับบริเวณอื่นบนโฟโตสเฟียร์ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 5700 เคลวิน ปกติจุดมืดจะมีอายุประมาณหลายวัน ถึงแม้ว่าจุดมืดที่ใหญ่จริง ๆ อยู่ได้หลายอาทิตย์ก็ตาม จุดมืดของดวงอาทิตย์เป็นบริเวณที่มีความเข้มของสนามแม่เหล็กสูงมาก คือสูงกว่าความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกหลายพันเท่า จุดมืดมักจะอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม ๆ และในกลุ่มเหล่านั้นจะแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ กลุ่มที่เป็นขั้วบวกหรือขั้วเหนือของสนามแม่เหล็ก และอีกชนิดคือกลุ่มที่เป็นขั้วลบหรือขั้วใต้ของสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กจะมีความเข้มสูงที่สุดตรงบริเวณที่มืดที่สุดบนจุดมืดที่เราเรียกว่า เงามืด (umbra) และสนามแม่เหล็กจะอ่อนกว่าที่บริเวณรอบ ๆ ที่เราเรียกว่า เงามัว (penumbra)
รูปแสดงจุดมืด (sunspots) บนโฟโตสเฟียร์ บริเวณที่มืดที่สุด คือ เงามืด (umbra) ล้อมรอบด้วยบริเวณที่สว่างกว่าเล็กน้อย คือ เงามัว (penumbra)
Image credit: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/sunspot1.jpg
แฟคูเล คือ บริเวณที่สังเกตได้ง่ายที่สุดเมื่ออยู่ใกล้ ๆ ขอบของดวงอาทิตย์ บริเวณนี้ก็เป็นบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กเข้มข้นอยู่เช่นกันแต่ไม่มากเท่าจุดมืด ในขณะที่จุดมืดทำให้ดวงอาทิตย์ดูมืดลง แต่แฟคูเลทำให้ดวงอาทิตย์ดูสว่างขึ้น ในช่วงวัฏจักรของจุดมืด แฟคูเลจะดูสว่างมากและทำให้ดวงอาทิตย์ในช่วงวัฏจักรกิจกรรมมาก (solar maximum) ดูสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ในช่วงวัฏจักรกิจกรรมน้อย (solar minimum) อยู่ประมาณ 0.1%
รูปแสดงแฟคูเล แฟคูเล คือ บริเวณที่เห็นเป็นจุดขาว ๆ
Image credit: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/faculae.jpg
กรานูล คือ บริเวณที่เป็นเซลล์เล็ก ๆ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1,000 กิโลเมตร ซึ่งปกคลุมอยู่ทั่วผิวของดวงอาทิตย์นอกจากบริเวณที่เป็นจุดมืด กรานูลเป็นส่วนบนสุดของเซลล์การพาซึ่งแก็สที่ร้อนลอยขึ้นสู่ด้านบนและเย็นตัวลงและจมลงสู่ด้านล่าง กรานูลแต่ละอันมีอายุประมาณ 20 นาที เมื่อกรานูลอันหนึ่งกำลังจมก็จะมีกรานูลอันใหม่โผล่ขึ้นมาแทนที่ ความเร็วของการพาในกรานูลหนึ่งอันมีค่าประมาณ 7 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 15,000 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งความเร็วขนาดนี้มากกว่าความเร็วเสียงที่ผิวดวงอาทิตย์ และทำให้เกิดคลื่นบนผิวของดวงอาทิตย์
รูปแสดงกรานูล จะเห็นกว่ากรานูลมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 1,000 กิโลเมตร
Image credit: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/granules.jpg
4. ซูปเปอร์กรานูล (supergranules)
ซูปเปอร์กรานูลเป็นเซลล์การพาแบบกรานูลแต่มีขนาดใหญ่กว่ากรานูลมาก ๆ คือมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 35,000 กิโลเมตร แต่จะมองเห็นได้ง่ายผ่านการวัดแบบดอปเลอร์ (Doppler shift measurements) คือแสงของสิ่งที่เคลื่อนที่เ ข้าหาเราจะเป็นสีน้ำเงิน และแสงของสิ่งที่เคลื่อนที่ออกจาเราจะเป็นสีแดง ซูปเปอร์กรานูลปกคลุมอยู่ทั่วผิวของดวงอาทิตย์เช่นกัน และมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ซุปเปอร์กรานูลแต่ละอันจะอยู่บนผิวดวงอาทิตย์ประมาณ 1-2 วัน ความเร็วของการพาในซูปเปอร์กรานูลมีค่าประมาณ 0.5 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 1,000 ไมล์ต่อชั่วโมง การเคลื่อนที่ของของไหลในเซลล์การพาได้พาสนามแม่เหล็กไปไว้ที่ขอบของเซลล์ด้วย
รูปแสดงซูปเปอร์กรานูล บริเวณสีน้ำเงินคือบริเวณที่เคลื่อนที่เข้าหาเราและบริเวณสีแดงคือบริเวณที่เคลื่อนที่ออกจากเรา
Image credit: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/supergranules.jpg
อ้างอิง
- http://solarscience.msfc.nasa.gov/surface.shtml
- http://www.nasa.gov/worldbook/sun_worldbook.html
