ออโรรา (ดาราศาสตร์)

ออโรรา หรือ ออโรร่า (aurora) เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ที่มีการเรืองแสงบนท้องฟ้าในเวลากลางคืน โดยมักจะขึ้นในบริเวณแถบขั้วโลก โดยบางครั้งจะเรียกว่า แสงเหนือ (Aurora Borealis) และแสงใต้ (Aurora Australis)

ปรากฏการณ์ออโรราเป็นตัวอย่างปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่น่าทึ่งที่สุดในชั้นบรรยากาศชั้นบนของโลก มันอาจปรากฏจากสิ่งจาง ๆ เป็นวงนิ่ง แล้วระเบิดออกมาเป็นสีต่าง ๆ พุ่งกระจายภายในเวลาไม่กี่วินาที บางครั้งจะปรากฏเหมือนมันจะแตะกับพื้น หรือในเวลาอื่นอาจเห็นมันพุ่งสูงขึ้นสู่ท้องฟ้า แต่ความจริงแล้ว แสงออโรรานั้นเกิดขึ้นที่ความสูงจากพื้นโลก (altitudes) ประมาณ 100 ถึง 300 กิโลเมตร บริเวณที่อยู่บริเวณบรรยากาศชั้นบนที่อยู่ใกล้กับอวกาศ อีกทั้งออโรร่า (Aurora)ยังเป็นปรากฏการณ์มหัศจรรย์บนฟากฟ้าที่มีหน้าตาชวนสะกดให้หลงใหล มีลักษณะเป็นแสงสวยงามเรืองรองสะท้อนอยู่บนท้องฟ้าของประเทศแถบขั้วโลก เช่น ไอร์แลนด์ นอร์เวย์ สวีเดน นิวซีแลนด์ และออสเตรเลีย โดยแสงออโรรานี้ถูกขนานนามว่าเป็น "การเต้นรำของแสงสี" (Dance of the Lights) หรือ "การเริงระบำของจิตวิญญาณ" (Dance of The Spirits)

 ความหมายของชื่อออโรรา 
ออโรราตามประวัตินั้นมีชื่อมากมายหลายชื่อ  ชื่อวิทยาศาสตร์ของปรากฏการณ์นี้ คือ ออโรรา บอเรลลีส (Aurora Borealis) ซึ่งเป็นภาษาละติน แปลเป็นภาษาไทยได้ว่า รุ่งอรุณสีแดงแห่งทิศเหนือ ซึ่งตั้งชื่อโดย กาลิเลโอ กาลิเลอิ (Galileo Galilei) (ค.ศ. 1564 – 1642) 

คำว่า "Aurora Borealis" แปลว่า "แสงเหนือ" (Northern Light) ส่วน "Aurora Australis" แปลว่า "แสงใต้" (Southern Light) และคำว่า "Aurora Polaris" แปลว่า "แสงขั้วโลก" ใช้เรียกทั้งแสงเหนือและแสงใต้

 สถานที่และโอกาสการเกิดออโรรา 

ในเขตที่มีการปรากฏของออโรรา สามารถสังเกตออโรราได้ทุกคืนที่ฟ้าโล่งในฤดูหนาว โดยมีข้อสังเกตดังนี้

 ออโรราจะปรากฏบ่อยครั้ง ตั้งแต่เวลา 22.00 น ถึง เที่ยงคืน 
 ออโรราจะสว่างจ้าในช่วง 27 วันที่ดวงอาทิตย์หันด้านแอคทีฟ (Active Area) มายังโลก
 ช่วงปลายฤดูใบไม้ร่วงจนถึงต้นฤดูใบไม้ผลิ ในเดือนตุลาคม กุมภาพันธ์ และ มีนาคม เป็นเดือนที่เหมาะสำหรับการชมออโรราทางซีกโลกเหนือ
 ออโรรามีความสัมพันธ์กับจุดสุริยะ (Sun Spot)  บนดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นวัฏจักรประมาณ 11 ปี แต่ดูเหมือนว่า จะมีการล่าช้าไป 1 ปีสำหรับการเกิดจุดดับมากที่สุดกับการเกิดออโรรามากที่สุด
 ออโรราจะปรากฏลดลงร้อยละ 20-30 กว่าตอนที่เกิดจุดสุริยะมากที่สุด เมื่อเกิดจุดสุริยะบนดวงอาทิตย์น้อยที่สุด 
 ออโรราจะปรากฏในแถบประเทศเมดิเตอเรเนียนเมื่อเกิดจุดสุริยะหรือมีลมสุริยะมาก ๆ อาจถึง 10 ปีต่อครั้ง โดยเฉลี่ยแล้วเกิด 100 ปีต่อครั้ง 

 ตารางแสดงความถี่ในการปรากฏออโรราในสถานที่ต่าง ๆ ทั่วโลก 

 สถานที่  ความถี่ในการปรากฏ เมือง Andenes ประเทศนอร์เวย์  เกือบทุกคืนที่ฟ้าโล่ง เมือง Fairbanks รัฐอลาสกา  5 – 10 ครั้งต่อเดือน เมือง Oslo ประเทศนอร์เวย์ 3 คืนต่อเดือน สกอตแลนด์เหนือ เดือนละครั้ง พรมแดนสหรัฐ/แคนาดา  2 – 4 ครั้งต่อปี เม็กซิโก และ เมดิเตอเรเนียน  1 – 2 ครั้งใน 10 ปี ประเทศตอนใต้ทะเลเมดิเตอเรเนียน  1 – 2 ครั้งในศตวรรษ แถบศูนย์สูตร 1 ครั้งในรอบ 2000 ปี

 สถานที่ปรากฏออโรรา 

บริเวณที่เกิดออโรราเป็นบริเวณรูปไข่ (Oval-shape region) รอบ ๆ ขั้วแม่เหล็กของโลก โดยรูปไข่จะเบ้ไปทางด้านกลางคืนของโลก เมื่อออโรราสงบ รูปไข่จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3000 กิโลเมตร แต่เมื่อเกิดออโรรารุนแรงขึ้น รูปไข่จะกว้างขึ้นกว่า 4000 หรือ 5000 กิโลเมตร เนื่องจากขั้วแม่เหล็กเหนือของโลกอยู่ทางตอนเหนือของแคนาดา ออโรรา โบเรลลีส (Aurora Borealis) จึงพบมากที่เส้นรุ้ง (Latitude) ที่มีประชากรอาศัยมากในซีกโลก (hemisphere) ตะวันตก ส่วนออโรราออลเตรลีส (Aurora Australis) สามารถมองเห็นได้จากเกาะทัชมาเนีย (Tasmania) และทางตอนใต้ของนิวซีแลนด์

 เสียงของออโรรา 

มีข้อโต้เถียงกันมานานเกี่ยวกับเสียงของออโรราว่ามันสามารถได้ยินโดยผู้สำรวจบนพื้นโลกหรือไม่ คลื่นเสียงนั้นมีความถี่ประมาณ 340 เมตรต่อวินาทีในอากาศบนระดับพื้นโลก แต่ที่ความสูง 80 ถึง 500 กิโลเมตร ซึ่งเป็นบริเวณที่ออโรราปรากฏนั้นอยู่ใกล้สุญญากาศมาก ทำให้เป็นเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดเสียงขึ้น กระนั้น ก็มีรายงานมากมายว่าได้ยินเสียงระหว่างเกิดออโรรา 
เสียงที่ได้ฟังนั้น ไม่ใช่เป็นเสียงที่บันทึกจากออโรราโดยตรง แต่เป็นเสียงที่บันทึกจาก แมกนีโตมิเตอร์ (Magnetometer) เสียงที่เปลี่ยนไปคือการเปลี่ยนไปของสนามแม่เหล็กซึ่งเกิดจากอนุภาคสุริยะ (Solar Particles)

 แหล่งที่มาและระดับพลังงานของอนุภาค 

ออโรราที่ปรากฏนั้นเกิดจากอนุภาคมีพลังงานเคลื่อนที่ตามเส้นสนามแม่เหล็กมาจากเมกนีโตเทล (Magnetotail) มาสู่บรรยากาศชั้นบน อนุภาคส่วนใหญ่คืออิเล็กตรอน แต่โปรตอนและไอออนอื่น ก็อาจพบได้ เมื่ออนุภาคมีประจุ (Charged Particles) พุ่งมาจาก แมกนีโทสเฟียร์ (Magnetosphere) มาสู่บรรยากาศชั้นบน จะเกิดการชนกับแก๊สที่ไม่มีความสำคัญอะไรที่นั่น

อนุภาคออโรราเป็นเพียงหนึ่งในหลายอนุภาคมีประจุที่กระหน่ำมายังโลก รวมถึงอนุภาคที่มีพลังงานฟลักซ์มหาศาลในช่วง พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์ (GeV) หรือล้านอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV) อย่างเช่น รังสีคอสมิค (Cosmic Rays) อนุภาคจากแถบกัมมันตรังสี (Radiation Belt) พลังงานสูง และอนุภาคสุริยะ (Solar Energetic Particles) ส่วนอนุภาคออโรรานั้นเกิดขึ้นในแผ่นพลาสมาแม่เหล็ก (Magnetospheric Plasma Sheet) และมีพลังงานอยู่ในช่วง 1 ถึง 10 พันอิเล็กตรอนโวลต์ (keV) แต่บางทีอาจมีพลังงานมากถึง 100 พันอิเล็กตรอนโวลต์ (keV) และอนุภาคพลังงานต่ำ เช่น ลมสุริยะที่เข้าสู่แมกนีโตสเฟียร์ทาง ซีกโลกกลางวัน (Dayside Cusp) ใกล้กับขั้วแม่เหล็กโลก เป็นต้น

ความลึกที่อนุภาคเหล่านี้จะเจาะเข้าไปในชั้นบรรยากาศ ขึ้นอยู่กับพลังงานของมัน ยิ่งพลังงานมากยิ่งเข้าได้ลึก รังสีคอสมิค สามารถเดินทางไปถึงชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ (Troposphere) หรืออาจลึกไปถึงพื้นโลก  อนุภาคจากแถบกัมมันตรังสีและอนุภาคสุริยะพลังงานสูง เข้ามาได้ถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ (Stratosphere) และชั้นมีโซสเฟียร์ (Mesosphere) ส่วนออโรรานั้นมาได้แค่ชั้นเทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) ซึ่งสูงประมาณ 100 กิโลเมตร นั่นทำให้ออโรราเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศนี้

 สีของออโรรา 
ดวงอาทิตย์ปล่อยแสงทุกสีที่มองเห็นได้ออกมาก ทำให้เราเห็นแสงอาทิตย์เป็นสีขาว ส่วนสเปกตรัมของออโรรา ก่อนจะศึกษารายละเอียด เราต้องรู้เรื่อง สาเหตุการเกิดแสงก่อน

ในบรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจน และ ออกซิเจน เป็นหลัก อนุภาคของแก๊สเหล่านี้จะปลดปล่อยโฟตอนซึ่งมีความยาวคลื่นคงที่ เมื่ออนุภาคมีประจุไฟฟ้า  กระตุ้นแก๊สในบรรยากาศ อิเล็กตรอนจะเริ่มเคลื่อนที่รูปนิวเคลียสในวงโคจรที่เปลี่ยนแปลงไป เพราะมีพลังงานเหลือเฟือ อนุภาคที่ถูกกระตุ้นจะไม่เสถียรและจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสง เรียกว่าแสงนี้ว่า ออโรรา

แสงสีเขียวเข้ม เกิดที่ความสูง (Altitudes) ที่ 120 ถึง 180 กิโลเมตร แสงเหนือสีแดงปรากฏที่ความสูงที่สูงกว่า ส่วนสีฟ้า และม่วงปรากฏที่ความสูงต่ำกว่า 120 กิโลเมตร เมื่อเกิดพายุสุริยะ 000   แสงสีแดงจะปรากฏที่ความสูงตั้งแต่ 90 ถึง 100 กิโลเมตร

เมื่อออโรราจางลง มันจะปรากฏเป็นสีขาวเมื่อมองด้วยตาเปล่า เมื่อมันสว่างขึ้น สีจึงมองเห็นขึ้นมา และสีเขียวซีดที่เป็นเอกลักษณ์ของมันจะมองเห็นขึ้นมา

เมื่อมีความหนาแน่นมากขึ้น ในบริเวณที่ต่ำลงมาจะมองเห็นเป็นสีเขียวสด และ สีแดงจาง ๆ จะมองเห็นที่ความสูงมาก ๆ

เหนือชั้นบรรยากาศขึ้นไป 100 กิโลเมตร ประกอบด้วยโมเลกุลไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่ง ไนโตเจนจะมีมากที่ความสูง 10 กิโลเมตร และออกซิเจน มีมากที่ 200 กิโลเมตร เส้นกราฟสีเขียวแสดงความหนาแน่นของแก๊สออกซิเจนและสีม่วงแสดงความหนาแน่นของก๊าซไนโตรเจน ณ ความสูงต่าง ๆ ในชั้นบรรยากาศเทอโมสเฟียร์ เมื่ออะตอมออกซิเจนถูกกระตุ้น มันจะปล่อยแสงมากมายหลายสีออกมาก แต่สีที่ที่ส ว่างที่สุดคือที่แดงและสีเขียว

 ความสูงของออโรรา (จากพื้นโลก) 

ตั้งแต่ปี 1915 เป็นต้นมา  ความสูงของออโรราเป็นที่โต้เถียงกันในวงการวิทยาศาสตร์    จนในปี ค.ศ. 1910 – 1940 คาร์ล  สตอร์เมอร์ (Carl Størmer) ได้ใช้หลักการพาราแล็กซ์ (Parallax) ในการวัดขนาด     นักสำรวจ 2 คนที่ความสูง 50 ถึง 100 กิโลเมตรโดยใช้ภาพออโรรา 2 ภาพที่ถ่ายในเวลาเดียวกัน  และใช้แผนที่ดวงดาว  อ่านขนาดมุม และคำนวณหาความสูง

ภาพพาราแล็กซ์กว่า 20000  ภาพ ทำให้สตอร์เมอร์คำนวณความสูงของออโรราอย่างแม่นยำ  ออโรราในยามค่ำคืนจะพบที่ความสูง 90 ถึง 150 กิโลเมตร  มีบางส่วนที่อาจแผ่กว้างถึง 500 กิโลเมตร  แต่โดยเฉลี่ย มีความสูงที่ 100 ถึง 120  กิโลเมตร

เราใช้เครื่องวัดแสง ที่เรียกว่า ออโรรา โฟโตมิเตอร์ (Aurora Photometre)  

 ออโรราในดาวดวงอื่น 

นอกจากออโรราจะปรากฏในโลกแล้ว ยังปรากฏในดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็ก ทั้งออโรราของดาวพฤหัสและดาวเสาร์ปล่อยอะตอมในบรรยากาศที่ถูกกระตุ้นโดยพลังงาน อนุภาคมีประจุล้วนเกิดจากแมกนีโตสเฟียร์ของดาวนั้น ๆ แมกนีโตสเฟียร์จึงต่างจากโลกมาก รวมทั้งสีและการปรากฏของออโรราก็ไม่เหมือนกับในโลก แต่รูปไข่ยังเหมือนกับโลกอยู่  การเกิดออโรราจึงเหมือนกันทั้งระบบสุริยะจักรวาล

นอกจากนี้ ยังมีออโรราของดวงจันทร์ ดาวศุกร์และดาวอังคารอีกด้วย

 ดวงอาทิตย์ กับ ออโรรา 

ดวงอาทิตย์ ก็มีชั้นบรรยากาศ และ สนามแม่เหล็กเช่นกัน ชั้นบรรยากาศประกอบด้วยไฮโดรเจน ซึ่งตัวมันเองก็ประกอบด้วยอนุภาคย่อย: โปรตอน กับ อิเล็กตรอน  อนุภาคเหล่านี้ ถูกเผาไหม้โดยดวงอาทิตย์

ลมสุริยะเหล่านี้มักจะถูกผลักเมื่อมาชนกับสนามแม่เหล็กโลก และเปลี่ยนรูปร่าง เหมือนกับเราเปลี่ยนรูปร่างของฟองสบู่เมื่อเราเป่าบนพื้นผิวมัน เราเรียกบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงนี้ว่า เม็กนีโตสเฟียร์ (Magnetosphere) โดยปรากฏการณ์จะเกิดในด้านกลางวันของโลก ซึ่งลมสุริยะจะพัดมาเฉพาะทางนี้ และจะเรียวตรงเป็นหางเหมือนรอยน้ำหลังเรือแล่น เราเรียกมันว่า เม็กนีโทเทล (Magneto tail) และแน่นอน มันชี้ไปด้านตรงข้ามดวงอาทิตย์

เมื่อเกิดการบีบอัดกับสนามแม่เหล็กโลกต้องใช้พลังงาน เหมือนกับเราต้องใช้พลังงานในการกดลูกโป่งที่มีลมอยู่ข้างใน กระบวนการทั้งหมดยังไม่เป็นที่รู้แน่ชัด แต่มีชั้นเม็กนีโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นที่ที่ลมสุริยะถูกบีบอัด และ อนุภาคมีประจุก็แผ่ไปทุกที่ในสนาม อนุภาคสุริยะจากลมสุริยะ มักจะกลับเข้าสู่หางของ เม็กนีโทสเฟียร์และพุ่งตรงไปยังดวงอาทิตย์ และจากนั้น ถ้าเงื่อนไขนี้ถูกต้อง ความกดดันจากลมสุริยะก็จะทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า ความต่างศักย์นี้ จะผลักอิเล็กตรอน (ซึ่งมีแสงสว่าง) พุ่งสู่ขั้วแม่เหล็กโลก ด้วยความเร็วที่สูง เหมือนอิเล็กตรอนในโทรทัศน์ ที่พุ่งตรงมาชนกับจอภาพ มันเคลื่อนไปตามสนามอย่างเร็วสู่พื้นโลก ทั้งเหนือและใต้ จนกระทั่งอิเล็กตรอนจำนวนมหาศาลถูกผลักลงสู่ชั้นบรรยากาศข้างบน คือ ชั้นไอโนโนสเฟียร์ (Ionosphere) ในชั้นนี้อิเล็กตรอนจะพุ่งเข้าชนกับอะตอม ซึ่งทำให้อะตอมของแก๊สเกิดพลังงาน ปล่อยทั้งแสงและอิเล็กตรอนตัวอื่นอีก ทำให้เกิดแสงในชั้นบรรยากาศนี้และชักนำให้เหมือนตอนที่มันพุ่งเข้ามา  เพราพลังงานเหล่านี้ กลายเป็นส่วนหนึ่งของออโรรา  ออโรรา มีลักษณะคล้ายกับ นีออน เว้นแต่ออโรรา เกิดกับแก๊สในชั้นไอโอโนสเฟียร์ แทนที่จะเกิดในหลอดแก้ว และกระแสวิ่งกลับเข้าออกระหว่างสนามแม่เหล็ก แทนที่จะเป็นลวดตะกั่ว

 ปรากฏการณ์สำคัญบนดวงอาทิตย์ 

 การปล่อยก้อนมวลจากดวงอาทิตย์ (CME)  เป็นปรากฏการณ์ที่ดวงอาทิตย์มีการปลดปล่อยมวลออกมา อนุภาคไฟฟ้าพลังงานสูงจะถูกปลดปล่อยออกมาด้วความเร็วสูงนับพัน กิโลเมตรต่อวินาที  ปรากฏการณ์ CME นี้มักจะเกิดร่วมกับ Solar Flare หรือ Prominence (เป็นปรากฏการณ์คล้ายเปลว)
 การประทุที่ดวงอาทิตย์ (Solar Flare) เป็นการระเบิดรุนแรงบนชั้น Chromospheres เกิดขึ้นบริเวณที่มี Sun Spot ซึ่งเป็นบริเวณที่เป็นขั้วของสนามแม่เหล็กแบบคู่ขั้ว Solar Flare ให้พลังงานสูงมาก (ประมาณว่าเท่ากับระเบิดไฮโดรเจนขนาด 100 เมกกะตันจำนวน 1 ล้านลูกรวมกัน) เนื่องจาก Solar Flare มีพลังงานสูงมาก การส่งพลังงานออกมามักอยู่ในย่านความถี่ของอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ จึงสังเกตได้ยากภายใต้ย่านความถี่ของแสงขาว แต่เห็นได้ชัดเจนในย่านความยาวคลื่นที่ได้กล่าวมาแล้ว อุณหภูมิของ Solar Flare จะสูงหลายล้านเคลวิน และส่งอนุภาคประจุไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงกว่าปรกติออกมาอย่างมากมาย เกิดเป็นลมสุริยะที่มีกำลังแรงผิดปรกติ จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นพายุสุริยะ (Solar Storm)
 ปรากฏการณ์ดวงอาทิตย์ที่มีมากที่สุด (Solar Maximum) เป็นคาบของปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย์ที่ทุก 11 ปี เมื่อจุดบนดวงอาทิตย์เพิ่มมากขึ้น  ยิ่งมีจุดสุริยะมากเพียงใด อนุภาคสุริยะยิ่งถูกปลดปล่อยมามากเท่านั้น ปรากฏการณ์นี้เกิดล่าสุดเมื่อปี พ.ศ. 2544 – 2545 และจะเกิดอีกครั้งในปี พ.ศ. 2554 - 2555
 จุดสุริยะ (Sunspot) เป็นจุดที่เกิดจากสนามแม่เหล็กบนผิวดวงอาทิตย์ที่หนาแน่นมาก  อุณหภูมิบริเวณนี้จะเย็นกว่าบริเวณใกล้เคียง (เย็นกว่าประมาณ 1000 องศา) และมีสีดำกว่า จุดสุริยะนี่เองเมื่อถูกส่งออกมาสู่อวกาศ อนุภาคจะถูกสนามแม่เหล็กโลกดึงไว้และเกิดเป็นออโรรา
 ลมสุริยะ (Solar Wind) เป็นแก๊สของอิเล็กตรอนและไอออนที่วิ่งมาด้วยความเร็วเหนือเสียง (Supersonic) ยิ่งมีลมสุริยะมากเท่าไร ออโรราก็เข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรมากขึ้นเท่านั้น

 ออโรรากับวิถีชีวิต 
การศึกษาพายุสุริยะในเวลาต่อมาได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า พายุนี้เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่น่าสะพรึงกลัวยิ่ง เพราะเมื่อเรารู้ว่า เปลวก๊าซร้อนที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์นั้น นำอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าออกมากมายด้วย ดังนั้น เมื่ออนุภาคเหล่านี้พุ่งถึงชั้นบรรยากาศ เบื้องบนของโลก ถ้าขณะนั้นมีนักบินอวกาศ ร่างกายของนักบินอวกาศคนนั้นก็จะได้รับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าและรังสีต่าง ๆ มากเกินปกติ ซึ่งจะทำให้ร่างกายเป็นอันตรายได้

นอกจากนี้ พายุอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอาจพุ่งชนดาวเทียมที่กำลังโคจรอยู่รอบโลกจนทำให้ดาวเทียมหลุดกระเด็นออกจากวงโคจรได้ และถ้าอนุภาคเหล่านี้พุ่งชนสายไฟฟ้าบนโลก ไฟฟ้าในเมืองทั้งเมืองก็อาจจะดับ ดังเช่นเหตุการณ์ไฟฟ้าดับที่เมืองควิเบก ในประเทศแคนาดาเป็นเวลานาน 9 ชั่วโมง เมื่อเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2532 เพราะโลกถูกพายุสุริยะจากดวงอาทิตย์พัดกระหน่ำอย่างรุนแรง

ความจริงเหตุการณ์ครั้งนั้นได้เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 11 ปีมาแล้ว แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์รู้อีกว่า ทุก ๆ 11 ปี จะเกิดเหตุการณ์พายุสุริยะ ที่รุนแรงบนดวงอาทิตย์อีก ดังนั้นปี พ.ศ. 2543 จึงเป็นปีที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวังจะเห็นโลกถูกดวงอาทิตย์คุกคามอย่างหนักอีก ครั้งหนึ่ง และเมื่อขณะนี้โลกมีดาวเทียมที่กำลังปฏิบัติงานอยู่ประมาณ 800 ดวงและสหรัฐอเมริกาเองก็มีโครงการจะส่งนักบินอวกาศ ขึ้นไปสร้างสถานีอวกาศนานาชาติในปีนั้นอีกเช่นกัน บุคลากรและดาวเทียมเหล่านี้จึงมีโอกาสถูกพายุสุริยะจากดวงอาทิตย์พัดกระหน่ำ จนเป็นอันตรายได้ ก็ในเมื่อเวลาพายุไต้ฝุ่นหรือทอร์นาโดจะพัด เรามีสัญญาณเตือนภัยห้ามเรือเดินทะเลและให้ทุกคนหลบลงไปอยู่ห้องใต้ดิน จนกระทั่งพายุพัดผ่านไป การเตือนภัยพายุสุริยะก็เป็นเรื่องที่จำเป็นเช่นกัน เพราะถ้าเรารู้ว่าพายุสุริยะกำลังจะมาถึงโลก โรงไฟฟ้าก็ต้องลดการผลิตกระแสไฟฟ้า คือไม่ปล่อยกระแสไฟฟ้าออกจากเครื่องเต็มกำลังเพราะถ้าไฟฟ้าเกิดช็อต ภัยเสียหายก็จะไม่มาก ดังนั้น การแก้ไขล่วงหน้าก็จะสามารถทำให้ความหายนะลดน้อยลง แต่ความสามารถของผู้เชี่ยวชาญสภาวะของอวกาศวันนี้ก็ดีพอ ๆ กับความสามารถของนักอุตุนิยมวิทยาที่สามารถทำนายสภาพของอากาศบนโลกเมื่อ 40 ปีมาแล้ว ดังนั้น รัฐบาลสหรัฐฯ จึงได้จัดตั้งศูนย์สภาวะแวดล้อมของอวกาศ (Space Environment Center) ขึ้นมา โดยให้นักวิทยาศาสตร์มีหน้าที่ทำนายสภาพของอวกาศล่วงหน้า และผลงานการพยากรณ์เท่าที่ผ่านมาได้ทำให้เรารู้ว่า คำพยากรณ์นี้มีโอกาสถูกถึงร้อยละ 90 ถ้าเป็นเหตุการณ์ที่จะเกิดในหนึ่งชั่วโมง แต่โอกาสที่จะเกิดความผิดพลาดก็จะสูง ถ้าเป็นกรณีการทำนายล่วงหน้า หลายวัน

เพื่อให้คำทำพยากรณ์ต่าง ๆ มีความถูกต้องมากขึ้น องค์การนาซาของสหรัฐฯ จึงได้วางแผนส่งดาวเทียมดวงใหม่ขึ้น อวกาศเพื่อสำรวจสถานภาพของพายุสุริยะทุกลูกที่จะพัดจากดวงอาทิตย์สู่โลกในอีก 11 ปี ข้างหน้านี้

ความรู้ปัจจุบันที่เรามีอยู่ขณะนี้คือ ผลกระทบของพายุสุริยะจะรุนแรงอย่างไร และเช่นไร ขึ้นกับ 3 เหตุการณ์ต่อไปนี้ คือ

 เหตุการณ์แรก เกี่ยวข้องกับจุดดับบนดวงอาทิตย์ (Sunspot) ซึ่งเป็นบริเวณผิวดวงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณส่วนอื่น และเป็น บริเวณที่สนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์สามารถทะลุออกจากดวงอาทิตย์ออกมาสู่อวกาศภายนอกได้ ดังนั้น เมื่อเกิดการระเบิดที่ผิวดวงอาทิตย์ในบริเวณนี้ กระแสอนุภาคจะถูกผลักดันออกมาตามแนวเส้นแรงแม่เหล็กนี้มาสู่โลก และเมื่อกระแสอนุภาคจากจุดดับพุ่งชนบรรยากาศเบื้องบนของโลก มันจะปะทะอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก (Ionosphere) การชนกันเช่นนี้จะทำให้เกิดกระแสประจุซึ่งมีอิทธิพลมากมายต่อการสื่อสารทางวิทยุ
 เหตุการณ์สอง ที่มีอิทธิพลทำให้สภาวะของอวกาศระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ปรวนแปร ในกรณีมีพายุสุริยะที่รุนแรงคือ ชั้นบรรยากาศ ของโลกอาจจะได้รับรังสีเอกซ์มากกว่าปกติถึง 1,000 เท่า รังสีเอกซ์นี้ จะทำให้อิเล็กตรอนที่กำลังโคจรอยู่รอบอะตอม กระเด็นหลุดออก จากอะตอม และถ้าอิเล็กตรอนเหล่านี้ชนยานอวกาศ ยานอวกาศก็จะมีความต่างศักย์ไฟฟ้าสูง ซึ่งจะทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในยานเสีย และนั่นก็หมายถึงจุดจบของนักบินอวกาศ
 ส่วนเหตุการณ์สาม ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นเหตุการณ์ที่รุนแรงที่สุด เกิดขึ้นเมื่อกลุ่มก๊าซร้อนหลุดลอยมาถึงโลก และเมื่อมันพุ่งมาถึงโลก สนามแม่เหล็กในก๊าซร้อนนั้นจะบิดเบนสนามแม่เหล็กโลก ทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในชั้นบรรยากาศของโลกอย่างมากมาย กระแสไฟฟ้านี้ จะทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น มันจึงขยายตัว ทำให้ยานอวกาศที่เคยโคจรอยู่เหนือบรรยากาศ ต้องเผชิญแรงต้านของอากาศ ซึ่งจะมีผลทำให้ยานมีความเร็วลดลงแล้วตกลงสู่วงโคจรระดับต่ำ และตกลงโลกเร็วกว่ากำหนด

ในความเชื่อของชาวไวกิง เชื่อว่าแสงเหนือคือวิญญาณของหญิงพรหมจรรย์ที่ออกมาร่ายรำบนท้องฟ้าจุดประกาย 8 Life, #ซัมเมอร์อินนอร์เวย์. "Life Story" โดย ณวรา พิไชยแพทย์. กรุงเทพธุรกิจปีที่ 29 ฉบับที่  10409: วันพฤหัสบดีที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2560

อ้างอิง

หมวดหมู่:วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
หมวดหมู่:ปรากฏการณ์ทางแสงในบรรยากาศ
หมวดหมู่:ฟิสิกส์พลาสมา
หมวดหมู่:ปรากฏการณ์บนโลก