เปิดภาพพื้นผิวดวงอาทิตย์ ละเอียดสุดแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน!

มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ (NSF) เผยแพร่ภาพถ่ายใหม่จากกล้องโทรทรรศน์สุริยะ Daniel K. Inouye ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์สุริยะที่ใหญ่ที่สุดในโลก แสดงให้เห็น “พื้นผิวดวงอาทิตย์” โดยมีรายละเอียดมากที่สุดแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน ช่วยเผยให้เห็นความซับซ้อนของดวงอาทิตย์

ภาพนี้เป็นภาพแรกที่ถ่ายด้วยเครื่องมือ Visible Tunable Filter (VTF) ของกล้อง Daniel K. สามารถสร้างมุมมอง 3 มิติของสิ่งที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ได้

VTF/KIS/NSF/NSO/AURA

ภาพระยะใกล้เผยให้เห็นจุดดับ (Sunspot) บนดวงอาทิตย์ใกล้ใจกลางชั้นบรรยากาศด้านในของดวงอาทิตย์ โดยอัตราส่วนของภาพอยู่ที่ 10 กิโลเมตรต่อพิกเซล

จุดดับเหล่านี้บ่งชี้ถึงบริเวณที่มีกิจกรรมแม่เหล็กรุนแรง ซึ่งมีแนวโน้มว่าเปลวสุริยะและการปลดปล่อยมวลโคโรนา (CME) จะเกิดขึ้น การปลดปล่อยมวลโคโรนาคือกลุ่มก๊าซไอออนขนาดใหญ่ที่เรียกว่าพลาสมาและสนามแม่เหล็กที่พุ่งออกมาจากชั้นบรรยากาศด้านนอกของดวงอาทิตย์

ฟรีดริช วูเกอร์ นักวิทยาศาสตร์จาก NSF กล่าวว่า ภาพที่มีรายละเอียดขนาดนี้ ถือเป็นวิธีสำคัญที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์จะได้เรียนรู้และคาดการณ์สภาพอากาศบนดวงอาทิตย์

วูเกอร์กล่าวว่า “มีรายงานว่าพายุสุริยะในช่วงปี ค.ศ. 1800 (เหตุการณ์คาร์ริงตัน) มีพลังงานสูงมากจนทำให้เกิดไฟไหม้ในสถานีโทรเลข เราจำเป็นต้องทำความเข้าใจถึงปัจจัยทางกายภาพของปรากฏการณ์เหล่านี้ และว่าพายุสุริยะเหล่านี้ส่งผลต่อเทคโนโลยีของเราและชีวิตของเราอย่างไร”

เขาอธิบายว่า การปะทุของพลังงานจากดวงอาทิตย์สามารถทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของโลกได้ ส่งผลให้โครงสร้างพื้นฐานสำคัญ เช่น โครงข่ายไฟฟ้าและเครือข่ายการสื่อสารที่ขับเคลื่อนด้วยดาวเทียม เกิดการรบกวน

โดยปกติแล้ว ดวงอาทิตย์จะมีสิ่งที่เรียกว่า “วัฏจักรสุริยะ” (Solar Cycle) หรือวงจรการปล่อยพลังงานของดวงอาทิตย์ เกิดขึ้นทุก 11 ปี แบ่งเป็นช่วงที่มีปรากฏการณ์ต่าง ๆ บนดวงอาทิตย์สูงที่สุดและปลดปล่อยพลังงานออกมามากที่สุด เรียกว่า “โซลาร์แม็กซิมัม” (Solar Maximum) และช่วงที่มีปรากฏการณ์น้อย ปล่อยพลังงานต่ำที่สุด เรียกว่า “โซลาร์มินิมัม” (Solar Minimum)

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า ดวงอาทิตย์เวียนเข้าสู่ช่วงโซลาร์แม็กซิมัมเมื่อเดือน ต.ค. 2024 ขั้วแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะพลิกกลับ และจุดดับบนดวงอาทิตย์จะปรากฏขึ้นบนพื้นผิวมากขึ้น

คาดว่าโซลาร์แม็กซิมัมจะกินเวลานานหลายเดือน ดังนั้นนี่จึงเป็นช่วงเวลาที่เหมาะสมที่กล้องโทรทรรศน์ Daniel K. Inouye จะศึกษาพื้นผิวของดวงอาทิตย์

มาร์ก มีช นักวิจัยจากสถาบันวิจัยร่วมเพื่อการวิจัยด้านวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนในการศึกษาครั้งนี้ กล่าวว่า ความร้อนจะหนีออกจากแกนกลางของดวงอาทิตย์และลอยขึ้นสู่พื้นผิวผ่านการเคลื่อนที่ของของไหล เหมือนกับซุปที่ต้มบนเตา

มีชกล่าวว่า จุดดับบนดวงอาทิตย์นั้นเปรียบเสมือน “ปลั๊กแม่เหล็ก” หรือปมในสนามแม่เหล็กที่ซับซ้อนที่ป้องกันไม่ให้ความร้อนไปถึงพื้นผิว ด้วยเหตุนี้ จุดดับบนดวงอาทิตย์ซึ่งปล่อยแสงน้อยกว่าบริเวณอื่นของดวงอาทิตย์ จึงปรากฏมีลักษณะมืดกว่าและเย็นกว่าบริเวณโดยรอบ อย่างไรก็ตาม จุดดับบนดวงอาทิตย์ “ยังคงร้อนกว่าเตาอบใด ๆ บนโลก”

มีชอธิบายต่อว่า พื้นผิวที่ปรากฏในภาพของดวงอาทิตย์เกิดจากความหนาแน่นและอุณหภูมิที่แตกต่างกันภายในพื้นผิวของดวงอาทิตย์ ซึ่งมีชั้นต่าง ๆ คล้ายกับหัวหอม ซึ่ง VTF มีวิธีตรวจสอบชั้นต่าง ๆ เหล่านี้และสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นต่าง ๆ โดยการปรับเข้ากับความยาวคลื่นหรือสีที่แตกต่างกัน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในขณะที่ภาพจากกล้องส่วนตัวใช้แสงที่มีความยาวคลื่นหลายความยาวคลื่นในเวลาเดียวกัน VTF ซึ่งเป็นเครื่องสเปกโตรโพลาริมิเตอร์แบบสร้างภาพประเภทหนึ่ง จะกรองความยาวคลื่นที่วัดได้ทีละความยาวคลื่น

เพื่อให้บรรลุการกรองนี้ เครื่องมือนี้ใช้สิ่งที่เรียกว่า “เอทาลอน” (Etalon) ซึ่งเป็นแผ่นกระจกสองแผ่นที่แยกจากกันด้วยระยะห่างไม่กี่ไมครอน

วูเกอร์บอกว่า “หลักการไม่ต่างจากหูฟังตัดเสียงรบกวน เมื่อคลื่นสองคลื่นที่มีความยาวคลื่นใกล้เคียงกันเดินทางในเส้นทางเดียวกันหรือเส้นทางที่ตัดกัน คลื่นทั้งสองจะโต้ตอบกันเพื่อหักล้างกันหรือเสริมซึ่งกันและกัน คลื่นแสงที่ ‘ถูกกัก’ ไว้ระหว่างแผ่นกระจกทั้งสองแผ่นจะรบกวนกัน และระยะห่างระหว่างกระจกจะเลือกว่า ‘สี’ ของแสงใดที่ถูกส่งผ่านไป และสีใดที่หักล้างกัน”

ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที เครื่องมืออันทรงพลังนี้จะจับภาพหลายร้อยภาพผ่านฟิลเตอร์ต่าง ๆ และรวมภาพเหล่านั้นเข้าด้วยกันเป็นภาพ 3 มิติ

จากนั้น นักวิจัยสามารถใช้มุมมองที่ได้เพื่อศึกษาอุณหภูมิ ความดัน ความเร็ว และโครงสร้างของสนามแม่เหล็กในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์แต่ละชั้นได้

 

เรียบเรียงจาก CNN