วิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์

วิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์ (helioseismology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาการแพร่ของคลื่นการสั่นสะเทือนบนดวงอาทิตย์

ที่มาของชื่อสาขาวิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์ (helioseismology) นั้นมาจากชื่อสาขาวิทยาคลื่นไหวสะเทือน (seismology) ซึ่งศึกษาคลื่นไหวสะเทือนเพื่อกำหนดโครงสร้างภายในของโลก วิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์นั้นเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาคลื่นไหวสะเทือนดาวฤกษ์ (asteroseismology) ซึ่งเป็นการศึกษาการสั่นของดาวฤกษ์โดยทั่วไป ไม่ใช่เพียงแค่ดวงอาทิตย์

ภาพรวม 

คลื่นไหวสะเทือนบนดวงอาทิตย์นั้นแทบไม่มีส่วนประกอบของคลื่นเฉือน (คลื่น S) ซึ่งแตกต่างจากคลื่นไหวสะเทือนของโลก คลื่นความกดอากาศจะถูกสร้างขึ้นจากความปั่นป่วนในชั้นพาความร้อนใกล้กับพื้นผิวดวงอาทิตย์ คลื่นบางความถี่อาจเกิดการแทรกสอดแล้วขยายขนาดใหญ่ขึ้น การไหวสะเทือนเหล่านี้สามารถตรวจจับได้ในภาพถ่ายดวงอาทิตย์เกือบทุกช่วงเวลา แต่ภาพที่สังเกตได้ดีที่สุดคือวัดปรากฏการณ์ด็อพเพลอร์ของเส้นการดูดกลืนแสงของโฟโตสเฟียร์ ความเปลี่ยนแปลงของการแผ่คลื่นผ่านการสั่นของดวงอาทิตย์ช่วยเผยให้เห็นโครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ และทำให้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์สามารถพัฒนาการแบบจำลองโครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ที่มีรายละเอียดมากได้

วิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์สามารถตัดความเป็นไปได้ที่ปัญหานิวตริโนดวงอาทิตย์จะเกิดจากที่แบบจำลองภายในดวงอาทิตย์ไม่ถูกต้อง และยังช่วยเปิดเผยสมบัติต่าง ๆ ซึ่งรวมถึงการที่ชั้นพาความร้อนและชั้นแผ่รังสีที่อยู่ด้านในหมุนด้วยความเร็วต่าง ๆ กัน ซึ่งช่วยเสริมแนวคิดเกี่ยวกับผลกระทบต่อสนามแม่เหล็ก และทำให้รู้ว่าที่ชั้นพาความร้อนลึกลงไปหลายพันกิโลเมตรใต้พื้นผิวดวงอาทิตย์มีพลาสมากระแสลมกรด ในชั้นโทรโพสเฟียร์ กระแสลมกรดเหล่านี้กระจายเป็นวงกว้างจากแถบเส้นศูนย์สูตร แตกออกเป็นพายุหมุนขนาดเล็กที่ละติจูดสูง การสั่นแบบบิดเป็นผลจากการที่ความเร็วในการหมุนรอบตัวเองในแต่ละส่วนของดวงอาทิตย์มีความไม่สม่ำเสมอ มีแถบที่เคลื่อนที่หมุนเร็วละช้า มีค้นพบปรากฏการณ์นี้ในปี 1980 แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีทฤษฎีใดที่สามารถอธิบายได้และเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป แม้ว่าความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับวัฏจักรสุริยะ โดยเห็นได้ชัดว่ามีวัฏจักร 11 ปี

วิทยาคลื่นไหวสะเทือนดวงอาทิตย์ยังสามารถนำมาใช้ในการสร้างภาพด้านไกลของดวงอาทิตย์ รวมทั้งภาพจุดมืดดวงอาทิตย์ ที่ไม่สามารถมองเห็นได้จากโลก โดยจุดมืดดวงอาทิตย์จะดูดกลืนคลื่นไหวสะเทือนบนดวงอาทิตย์ การดูดกลืนเนื่องจากจุดมืดบนดวงอาทิตย์นี้จะทำให้มีส่วนที่คลื่นไหวสะเทือนขาดหายไป ทำให้เรามองเห็นภาพว่ามีจุดมืดบนดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดคู่เล็งยัน เพื่อที่จะทำนายสภาพอากาศในอวกาศ ตั้งแต่ปลายปี 2000 เป็นต้นมา ได้มีการใช้ดาวเทียม SOHO เพื่อจัดทำภาพคลื่นไหวสะเทือนบางส่วนที่ด้านหลังของดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง และตั้งแต่ปี 2001 เป็นต้นมา ได้มีการวิเคราะห์และจัดทำภาพด้านหลังทั้งหมด

อ้างอิง 

ปรากฏการณ์ของดาวฤกษ์