Mr.Vop's Blog

มกราคม 14, 2011

เกิดระเบิดในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ เย็นวานนี้ (13 ม.ค.

เกิดการระเบิดและลุกวาบขึ้นของชั้นบรรยากาศด้านบนของดวงอาทิตย์ฝั่งตรงข้ามกับโลกของเราเย็นวานนี้ (13 มกราคม 2554) การระเบิดลุกวาบนี้เรียกว่า CME (Coronal Mass Ejection) โดยการสังเกตการณ์จากยานอวกาศ SOHO ของ NASA

จากกล้องของ SOHO เราจะเห็นวงกลมสีทึบ นั่นคือแผ่นจานโลหะที่ใช้บังแสง เงาดำด้านขวาบนคือแขนของยานอวกาศ ด้านซ้ายของวงกลมคือเปลวพลาสมาพลังสูงที่ระเบิดออกจากชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ เปลวนี้มีความร้อนสูงมาก ด้านล่างซ้ายจะมีดาวอังคารปรากฏให้เห็น หากเราคลิ๊กที่ภาพ จะเห็นความเคลื่อนไหวด้วย

ปฏิกริยาตามหลังของปรากฏการณ์นี้ จะมาถึงโลกในเวลาเท่ากับความเร็วของลมสุริยะเวลานั้น โลกเราอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 150 ล้านกิโลเมตร (1 AU) หากความเร็วลมสุริยะขณะนั้นเป็น 500 กม/วินาที ปรากฏการณ์นี้จะส่งผลถึงโลกในเวลา (150,000,000/500)/86,400 = 3.4 วัน

มาสังเกตด้วยกันว่าหากเกิด CME แบบนี้  ในวันที่ 16 มกราคม โลกจะรับผลแบบไหน (ปฏิ กริยานี้เคบเกิดมาแล้วหลายครั้งในรอบศตวรรษที่ผ่านมา) สามารถนำมาโยงเข้ากับภัยพิบัติในโลกได้ หรือเป็นเพียงปรากฏการณ์ปกติของดวงอาทิตย์ เราจะรู้ด้วยกัน


ระดับของปริมาณรังสี X วัดได้จากยานอวกาศ GOES กำลังไต่ระดับสูงขึ้นเรื่อยๆในช่วงเช้าของวันที่ 14  ม.ค. 54 (ที่มา http://solarcycle24.com/xray.htm)

 

ระดับของปริมาณรังสี X วัดได้จากยานอวกาศ GOES สามชั่วโมงต่อมา (ถัดจากรูปบน) จะเห็นการลดระดับลงสู่สภาพปกติ

จากที่คาดว่า ระดับของรังสี X จะเกลับเข้าสู่ปกตินั้นผิดคาด เพราะระยะเวลาต่อมาอีก 9 ชั่วโมงนับจากเวลาที่ปรากฏในรูปที่สอง ระดับของรังสี X มีอาการสวิงขึ้นลงอย่างค่อนข้างผิดปกติ (ล่าสุดจากกราฟจะเห็นระดับ Peak ในเส้นสีแดงนั้นขึ้นถึงระดับ C1

 

ธันวาคม 30, 2010

โลกและดวงอาทิตย์ มีขนาดใหญ่แค่ไหนกันเชียว

ภาพขนาดของดาวเคราะห์ชั้นในทั้ง 4 เรียงตามขนาด คือ โลก ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพุธ และดาวเคราะห์แคระคือดาวพลูโต จะเห็นโลกเราเป็นพี่เบิ้ม มีขนาดใหญ่สุดในกลุ่มนี้

เมื่อมาเทียบกับดาวเคราะห์ชั้นนอก  คือดาวเคราะห์แก้สทั้ง 4 จะเห็นขนาดที่ต่างกันอย่างเห็นได้ชัดเมื่อดูกันครบทั้งครอบครัวพี่น้องแปดดาวเคราะห์ โดยมีดาวพฤหัส (Jupiter) ขนาดใหญ่สุด ถัดมาคือพี่รอง ดาวเสาร์ (Saturn) ยูเรนัสและเนปจูนตามลำดับในกลุ่มดาวเคราห์แก้ส

ป๊ะป๋ามาแล้ว เมื่อคุณพ่อ ดวงอาทิตย์ ซึ่งมีมวล 99.9% ของระบบสุริยะ มาพบลูกๆ เราจะพบว่าพี่ใหญ่อย่างดาวพฤหัสกลายเป็นน้องหนูไปทันที

แต่พอนำดวงอาทิตย์ไปเทียบกับดาวอื่นๆ เราจะพบว่าดา่วพฤหัสเหลือแค่ Pixel เดียว ส่วนโลกหายไปเลย ดวงอาทิตย์มีขนาดเล็กไปถนัดเมื่อเทียบกับเพื่อนๆอย่างซีรีอุส พอลลักซ์ หรืออาร์คทูรัส

 

อาร์คทูรัสที่ว่าใหญ่แล้วในภาพก่อน พอมาเทียบกับไรเจล Rigel อัลเดอบาราน Alderbaran แอนทาเรส Antares หรือบีทัลจูส Betelgeuse นั่นดูเป็นเม็ดกรวดเม็ดทรายไปเลย ส่วนดวงอาทิตย์พอเทียบกัีบ Betelgeuse ก็กลายเป็นเชื้อโรคไปทันที

กันยายน 23, 2010

จุดดำบนดวงอาทิตย์

Filed under: ดาราศาสตร์ — ป้ายกำกับ:, , , — Mr.Vop @ 14:49

จุดดำบนดวงอาทิตย์ (sunspot) เป็นปรากฏการณ์บนพื้นผิวดวงอาทิตย์ที่สังเกตได้ง่ายที่สุด จึงไม่น่าแปลกใจที่มันจะถูกค้นพบมาตั้งแต่สมัยของกาลิเลโอแล้ว จุดดำบนดวงอาทิตย์เมื่อมองผ่านแผ่นกรองแสงจะมีลักษณะเป็นจุดสีดำขึ้นประปรายอยู่บนผิวหน้าของดวงอาทิตย์ คล้ายกับดวงอาทิตย์ตกกระ ซึ่งสามารถมองเห็นได้ง่าย ๆ โดยการใช้ฉากรับภาพจากกล้องโทรทรรศน์หรือกล้องสองตา

จุดดำบนดวงอาทิตย์เกิดขึ้นที่ชั้นโฟโตสเฟียร์ เช่นเดียวกับ แกรนูล (ลักษณะที่เป็นเม็ด คล้ายฟองที่เดือนพล่านบนผิวของดวงอาทิตย์) ขนาดของจุดดำมีตั้งแต่เท่ากับแกรนูลฟองเดียว หรืออาจจะใหญ่กว่านั้น และอาจมีการรวมกลุ่มกันเป็นกระจุกจนมีพื้นที่หลายพันล้านตารางกิโลเมตร โครงสร้างของจุดดำบนดวงอาทิตย์มิได้มีลักษณะดำมืดแต่เพียงอย่างเดียว หากพิจารณาดูดี ๆ แล้ว จะพบว่าแต่ละจุดจะมีลักษณะซ้อนกันสองชั้น โดย จุดดำชั้นใน (umbra) จะมีสีดำเข้ม ส่วนจุดดำชั้นนอก (penumbra) ซึ่งล้อมรอบอยู่จะมีลักษณะจางกว่าและมีริ้วลายเป็นเส้นในแนวรัศมี ดูเผิน ๆ แล้วจุดดำของดวงอาทิตย์จะคล้ายกับลูกตาดำของคน โดยจุดดำชั้นในแทนรูม่านตาส่วนชั้นนอกแทนม่านตา โดยทั่วไปแล้วพื้นที่ส่วนจุดดำชั้นนอกมักมีพื้นที่มากกว่า บางครั้งอาจมากถึง 80% ของพื้นที่จุดดำทั้งหมด บริเวณจุดดำชั้นนอกเป็นบริเวณที่มีการไหลของแก๊สจากบริเวณจุดดำชั้นในไปสู่พื้นที่นอกจุดดำ เมื่อแก๊สไหลออกไปนอกจุดดำชั้นนอกแล้วก็จะเปลี่ยนทิศพุ่งขึ้นตั้งฉากกับผิวของดวงอาทิตย์จนถึงชั้นโครโมสเฟียร์ (บรรยากาศที่อยู่เหนือพื้นผิวของดวงอาทิตย์) หลังจากนั้นจึงย้อนกลับพุ่งลงในใจกลางของจุดดำอีกครั้งเป็นวัฏจักรต่อไป

การกระจายตัวของจุดดำนั้น มักพบว่าจุดดำมักเกิดขึ้นเป็นคู่หรือรวมกลุ่มเป็นกระจุกใหญ่จำนวนมาก ๆ แต่จุดดำคู่จะพบได้มากกว่า ส่วนจุดดำที่ขึ้นเดี่ยว ๆ จะไม่พบมากนัก นอกจากนี้ยังพบว่าจุดดำบนดวงอาทิตย์มีการเกิดขึ้นและสลายตัวตลอดเวลา

โดยปรกติแล้วจุดดำแต่ละจุดจะมีอายุประมาณไม่เกินสองสัปดาห์ แต่ก็อาจมีบางจุดที่มีอายุยาวนานนับเดือนก็เป็นได้ ถึงแม้ว่าจุดดำชั้นในจะเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำที่สุดบนดวงอาทิตย์จนมองเห็นเป็นสีดำสนิท แต่มันก็ยังมีอุณหภูมิสูงถึง 4,000 เคลวิน ในความเป็นจริง แก๊สที่มีอุณหภูมิขนาดนี้จะมีความสว่างมาก แต่สาเหตุที่เราเห็นเป็นสีดำนั้นเนื่องจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์โดยรอบจุดดำหรือโฟโตสเฟียร์มีความสว่างมากกว่ามาก เพราะมีอุณหภูมิสูงถึง 6,000 เคลวินนั่นเอง ดังนั้นคำว่า “จุดดำ” คงจะไม่ตรงตามความจริงเท่าใดนัก เพราะจุดมันไม่ดำจริง ๆ ส่วนบริเวณจุดดำชั้นนอกนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าโฟโตสเฟียร์เพียงเล็กน้อย คือประมาณ 5,600 เคลวิน ในขณะที่ความสว่างของจุดดำบนดวงอาทิตย์จะน้อยกว่าที่อื่น ๆ แต่สนามแม่เหล็กบริเวณนี้กลับมีความเข้มข้นสูงมาก เราพบว่าสนามแม่เหล็กจะมีทิศจะพุ่งออกจากจุดดำพร้อม ๆ กับนำเอาแก๊สร้อนจัดจากภายใต้พื้นผิวดวงอาทิตย์ขึ้นมาด้วย

สนามแม่เหล็กที่จุดดำอาจมีความเข้มสูงถึง 0.2 – 0.4 เทสลา (1 เทสลาเท่ากับ 10,000 เกาสส์) รูปร่างและทิศทางของสนามแม่เหล็กจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของกลุ่มของจุดดำเหล่านี้ กล่าวคือ บริเวณที่มีจุดดำเป็นคู่ สนามแม่เหล็กจะพุ่งขึ้นออกจากจุดดำจุดหนึ่งสู่บรรยากาศชั้นบนเหนือโฟโตสเฟียร์ แล้วเลี้ยวโค้งวกกลับลงสู่จุดดำอีกจุดหนึ่งที่อยู่คู่กัน จุดดำสองจุดนี้จึงมีขั้วแม่เหล็กที่ตรงข้ามกันเสมอ เหมือนกับแม่เหล็กแบบเกือกม้าที่ติดอยู่บนผิวดวงอาทิตย์ เราเรียกสนามแม่เหล็กรูปร่างแบบนี้ว่า สนามแม่เหล็กแบบ ไบโพลาร์ (bipolar)

จุดดำแบบคู่ที่อยู่ใน ซีกดาวเดียวกัน จะมีทิศทางสนามแม่เหล็กวางไปในทางเดียวกัน และซีกดาวแต่ละซีก จะมีทิศทางสนามแม่เหล็กของจุดดำแบบคู่ตรงข้ามกันเสมอ

บริเวณที่มีจุดดำรวมกลุ่มกันเป็นกระจุกขนาดใหญ่จะมีรูปร่างของสนามแม่เหล็กที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ยังคงเป็นสนามแม่เหล็กปิดเช่นเดียวกับสนามแม่เหล็กแบบไบโพลาร์ ส่วนจุดดำที่เป็นจุดเดียวโดด ๆ ไม่รวมกลุ่มหรือเข้าคู่กับจุดดำอื่น ๆ สนามแม่เหล็กจะพุ่งออกจากจุดดำชั้นในและสาดออกไปสู่อวกาศโดยไม่วกกลับเข้ามา เรียกว่าเป็นสนามแม่เหล็กเปิด ซึ่งเป็นช่องทางที่มวลสารจำนวนมากดวงอาทิตย์พุ่งทะลักสู่อวกาศ และเป็นส่วนหนึ่งของการเกิดลมสุริยะ

สนามแม่เหล็กแบบไบโพลาร์บนดวงอาทิตย์มีลักษณะเฉพาะที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือ ทุก ๆ คู่ของจุดดำจะเรียงกันในแนวนอนเกือบขนานกับเส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์ เนื่องจากดวงอาทิตย์มีการหมุนรอบตัวเองด้วย ดังนั้นจุดดำสองจุดในแต่ละคู่จึงมีชื่อเรียกว่า จุดนำ และ จุดตาม เรามักพบว่าจุดนำของแต่ละคู่มักจะอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรมากกว่าจุดตามเล็กน้อย นอกจากนี้ยังพบว่า สนามแม่เหล็กแบบไบโพลาร์ที่เกิดขึ้นในซีกดาวเดียวกันจะมีทิศทางตรงกันทั้งหมด และทิศทางของสนามแม่เหล็กของซีกเหนือและซีกใต้ของดวงอาทิตย์จะตรงข้ามกันเสมออีกด้วย นอกจาก จุดดำบนดวงอาทิตย์ที่มักอยู่รวมกันเป็นกระจุกแล้ว ปรากฏการณ์ต่าง ๆ บนดวงอาทิตย์เช่นแฟลร์ หรือการลุกจ้าอย่างรุนแรง แฟกคิวลา เพลจ ก็มักเกิดบริเวณใกล้ ๆ กับกระจุกของจุดดำอีกเหมือนกัน

ในหนึ่งวัฏจักรของดวงอาทิตย์ จุดดำบนดวงอาทิตย์จะเริ่มเกิดที่ละติจูดสูงประมาณ 35 องศา ทั้งเหนือและใต้ ส่วนจุดดำในรุ่นต่อ ๆ มาจะเกิดขึ้นที่ละติจูดต่ำลงมาเรื่อย ๆ จนถึงระดับใกล้ศูนย์สูตร

วัฏจักรแห่งสุริยะ

ปริมาณของจุดดำบนดวงอาทิตย์บางช่วงเวลาอาจมีเป็นจำนวนมาก แต่บางช่วงอาจจะไม่มีเลยแม้แต่จุดเดียว ความผันแปรนี้เป็นการผันแปรที่เป็นวัฏจักร มีคาบค่อนข้างสม่ำเสมอ อยู่ในช่วง 8 ปี ถึง 16 ปี มีค่าเฉลี่ย 11.1 ปี คาบนี้เรียกว่า วัฏจักรของดวงอาทิตย์ (solar cycle) หรือ วัฏจักรของจุดดำ (sunspot cycle) หากเราเขียนแผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนจุดดำบนดวงอาทิตย์กับเวลา โดยให้เวลาอยู่ในแนวนอน และจำนวนจุดดำเป็นแนวตั้ง จะพบว่ารูปกราฟที่ได้คล้ายกับคลื่นรูปฟันเลื่อย โดยช่วงขาขึ้น (จากช่วงที่มีจุดดำน้อยที่สุดไปสู่ช่วงที่มีจุดดำมากที่สุด) จะชันกว่าช่วงขาลงเล็กน้อย โดยเฉลี่ยแล้วช่วงขาขึ้นจะใช้เวลาประมาณ 4.8 ปี ส่วนขาลงใช้เวลาประมาณ 6.2 ปี

ตำแหน่งการเกิดของจุดดำก็มีลักษณะน่าสนใจอีกเช่นกัน หลังจากที่ดวงอาทิตย์เพิ่งพ้นจากช่วงต่ำสุดมาและกำลังจะเริ่มวัฏจักรใหม่ จุดดำจะเกิดขึ้นที่บริเวณละติจูดประมาณ 35 องศาทั้งซีกเหนือและซีกใต้ หลังจากนั้น จุดดำก็จะเลื่อนไหลไปรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ พร้อม ๆ กับเคลื่อนเข้าหาเส้นศูนย์สูตรอย่างช้า ๆ แต่ก็ไปไม่ถึงเส้นศูนย์สูตรเพราะจุดดำนั้นสลายตัวไปเสียก่อน จุดดำที่เกิดขึ้นในรุ่นต่อ ๆ มาก็จะเกิดขึ้นอีกที่ละติจูดเริ่มต้นต่ำกว่าระดับของจุดดำรุ่นที่แล้วเล็กน้อย แล้วก็เคลื่อนเข้าหาเส้นศูนย์สูตรในลักษณะเดียวกัน จุดเริ่มต้นของการเกิดจุดดำจะเปลี่ยนตำแหน่งเช่นนี้เรื่อย ๆ จนกระทั่งใกล้ถึงช่วงต่ำสุดของดวงอาทิตย์ ซึ่งเมื่อถึงช่วงนี้ละติจูดเฉลี่ยของจุดดำจะอยู่ประมาณ 7 องศา (เหนือและใต้) เท่านั้น หากเราสังเกตตำแหน่งของจุดดำทุก ๆ จุดอย่างต่อเนื่องและยาวนานพอ แล้วนำตำแหน่งของจุดดำมาเขียนเป็นแผนภูมิ โดยให้แกนนอนเป็นเวลา และแกนตั้งเป็นละติจูดของจุดดำ แผนภูมิที่ได้จะมีลักษณะเหมือนกับใบมะกอก หรือผีเสื้อมาเกาะเรียงต่อ ๆ กัน แผนภูมินี้จึงมีเชื่อเรียกเฉพาะว่า แผนภูมิรูปผีเสื้อ (butterfly diagram)

แผนภูมิรูปผีเสื้อ แสดงตำแหน่งละติจูดที่เกิดจุดดำ ในช่วงเวลาหนึ่ง (ล่าง) แผนภูมิแสดงพื้นที่รวมของจุดดำบนดวงอาทิตย์ คิดเป็นเปอร์เซนต์ต่อพื้นที่ผิวหน้าของดวงอาทิตย์ (เฉพาะด้านที่มองเห็น)

ดังที่กล่าวมาแล้วว่า สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นที่บริเวณจุดดำบนดวงอาทิตย์จะมีทิศทางเดียวกันในแต่ละซีกดาว แต่ทิศทางของสนามแม่เหล็กนี้จะไม่คงทิศเดิมตลอดไป เพราะทุก ๆ ครั้งที่ถึงช่วงต่ำสุด (sunspot minimum) นั้น จะมีการสลับขั้วของสนามแม่เหล็กทั้งซีกเหนือและซีกใต้ของดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็กในจุดดำของชุดใหม่จะมีทิศทางตรงข้ามกับชุดเดิม ดังนั้น วัฏจักรของสนามแม่เหล็กบนจุดดำของดวงอาทิตย์จึงเป็นสองเท่าของวัฏจักรของจุดดำ คือประมาณ 22.2 ปี จากการสำรวจดวงอาทิตย์ของนักดาราศาสตร์อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน นักดาราศาสตร์ยังได้พบว่า ปรากฏวัฏจักรที่ยาวประมาณ 80 ปีซ้อนอยู่บนคาบ 11.1 ปีนี้อีกด้วย นอกจากนี้วัฏจักรของจุดดำบนดวงอาทิตย์ก็ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอมาตลอด ในปี ค.ศ. 1645 ถึง 1715 วัฏจักรของดวงอาทิตย์ได้หยุดชะงักไปนานถึง 70 ปี เป็นช่วงที่รู้จักกันในชื่อของ ช่วงต่ำสุดมอนเดอร์ (Maunder minimum) ซึ่งในช่วงเวลาดังกล่าวแทบจะไม่มีจุดดำเกิดขึ้นเลย

ข้อมูลจาก วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com) สมาคมดาราศาสตร์ไทย

« Newer Posts

The Shocking Blue Green Theme. บลอกที่ WordPress.com .

ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 56,746 other followers