พายุสุริยะ

พายุสุริยะ () เป็นปรากฏการณ์หนึ่งที่เกิดจากการที่ผิวดวงอาทิตย์ระเบิดขึ้นมาที่เรียกว่า "การระเบิดลุกจ้า" ซึ่งทำให้อนุภาคประจุไฟฟ้าพุ่งออกมาจำนวนมหาศาล ประจุไฟฟ้าที่พุ่งออกมานี้จะรบกวนระบบการสื่อสารมีผลทำให้การสื่อสารระยะไกลเป็นอัมพาต ทำให้เครื่องบินไม่สามารถติดต่อกับหอบังคับการได้ โทรศัพท์มือถือใช้งานไม่ได้รวมไปถึงดาวเทียมเสียหาย การทำนายความรุนแรงของพายุสุริยะสามารถทำได้โดยตรวจสอบจุดมืดดวงอาทิตย์ เนื่องจากจุดดำเกิดจากความแปรปรวนของสนามแม่เหล็ก เมื่อมีจุดมืดมากขึ้นก็จะส่งผลให้อนุภาคกระแสไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้เกิดความรุนแรงเพิ่มมากขึ้น

สาเหตุการเกิดของพายุสุริยะจำแนกการเกิดได้เป็น 4 รูปแบบ ดังนี้ลมสุริยะ () เกิดจากการขยายตัวของโคโรนาของดวงอาทิตย์ที่มีพลังงานความร้อนที่สูงขึ้น เมื่อขยายตัวจนอนุภาคหลุดพ้นจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์และหนีออกจากดวงอาทิตย์ไปทุกทิศทาง จนครอบคลุมระบบสุริยะ โดยปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นบริเวณขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงอาทิตย์ ที่มีโพรงโคโรนา ขนาดใหญ่ ซึ่งโพรงคอโรนาเป็นที่มีลมสุริยะความเร็วสูงและรุนแรงพัดออกมาจากดวงอาทิตย์ในบริเวณนั้น ในขณะที่ลมสุริยะที่เกิดขึ้นบริเวณแนวใกล้ศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์จะมีความเร็วต่ำ ลมสุริยะที่เกิดขึ้นจากการขยายตัวของโคโรนาในแนวศูนย์สูตรดวงอาทิตย์นี้มีความเร็วเริ่มโดยเฉลี่ยประมาณ 450 กิโลเมตรต่อวินาที หลังจากนั้นจะเร่งความเร็วจนถึงราว 800 กิโลเมตรต่อวินาทีเปลวสุริยะ () เกิดจากการระเบิดอย่างรุนแรงที่เกิดขึ้นที่ชั้นโครโมสเฟียร์ และมักเกิดขึ้นเหนือรอยต่อระหว่างขั้วของสนามแม่เหล็ก เช่นบริเวณกึ่งกลางของจุดดำแบบคู่หรือท่ามกลางกระจุกของจุดดำที่มีสนามแม่เหล็กปั่นป่วนซับซ้อน ซึ่งปล่อยพลังงานในรูปของแสงและคลื่นแม่เหล็ก
ไฟฟ้าแบบต่างๆ ออกมาอย่างรุนแรง แต่ในปัจจุบันนักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบกลไกการเกิดเปลวสุริยะอย่างแน่ชัดการปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนา () นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเกิดขึ้นอย่างไร แต่พบว่ามันมักเกิดขึ้นจากปรากฏการณ์อื่นที่เกิดขึ้นระดับโคโรนาชั้นล่าง บ่อยครั้งที่พบว่าเกิดขึ้นร่วมกับเปลวสุริยะและโพรมิเนนซ์ แต่บางครั้งก็อาจเกิดขึ้นโดยไม่มีปรากฏการณ์สองอย่างนี้เลย นอกจากนี้ความถี่ในการเกิดยังแปรผันตามวัฏจักรของดวงอาทิตย์อีกด้วย ในช่วงใกล้เคียงกับช่วงต่ำสุดของดวงอาทิตย์อาจเกิดประมาณสัปดาห์ละครั้ง หากเป็นช่วงใกล้กับจุดสูงสุดของดวงอาทิตย์ ก็อาจเกิดขึ้นบ่อยถึงประมาณสองหรือสามครั้งต่อวันอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ () อาจเกิดขึ้นได้ 2 แบบ แบบแรกเกิดพร้อมกับเปลวสุริยะ ส่วนอีกแบบหนึ่งเกิดจากการที่การปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนาความเร็วสูงพุ่งแหวกไปในกระแสลมสุริยะทำให้เกิดคลื่นกระแทก โดยอนุภาคสุริยะพลังงานสูงจะเกิดขึ้นในบริเวณคลื่นกระแทกนี้

การพยากรณ์การเกิดพายุสุริยะสามารถพยากรณ์ได้การสังเกตการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ เช่น การเกิดจุดมืดดวงอาทิตย์ ซึ่งการใช้วิธีการพยากรณ์นี้อาจพยากรณ์ได้แต่ลมสุริยะและเปลวสุริยะ ส่วนการพยากรณ์การเกิดการปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนานั้น จะพยากรณ์โดยใช้ดาวเทียมที่สังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ได้ 1-2 วัน ก่อนเดินทางมายังโลก นอกจากนี้ยังพยาการณ์ลมสุริยะด้วยดาวเทียมได้ครึ่งชั่วชั่วโมง ก่อนเดินทางมายังโลก

ผลกระทบของพายุสุริยะที่มีต่อโลก องค์การมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา ระบุผลกระทบจากพายุสุริยะใว้ใน 3 ลักษณะ ดังนี้

โดยสามารถแบ่งออกเป็นตารางจำแนกรูปแบบการเกิดพายุสุริยะกับผลกระทบต่อโลกได้ ดังนี้

โดยรวมเมื่อพายุสุริยะจะปลดปล่อยพลาสมาออกมา และเดินทางมายังโลกเพียงบางส่วน เมื่ออนุภาคเดินทางเข้าสู่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ และชั้นบรรยากาศเหนือขั้วโลก มันจะทำปฏิกิริยากับก๊าซที่อยู่ในชั้นบรรยากาศและปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณมาก การทำปฏิกิริยาดังกล่าวจะทำให้คนที่อาศัยอยู่ในบริเวณขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้มีโอกาสได้เห็น ออโรรา

นอกจากนี้พลาสมาที่เดินทางมา จะส่งผลกระทบต่อสนามแม่เหล็กของโลก ทำให้ส่งผลต่อโทรทัศน์ สัญญาณโทรศัพท์ และระบบนำทางของเครื่องบินหรือเรือเดินสมุทร นอกจากนี้ยังทำให้ท่อส่งน้ำมันผุกร่อนได้เร็วกว่าปกติมาก และขณะที่สนามแม่เหล็กโลกถูกแรงของพลาสมาทั้งดึงและดันอยู่ จะทำให้ประจุไฟฟ้าปริมาณมากเกิดขึ้นในอวกาศ อาจทำให้ดาวเทียมเกิดประจุไฟฟ้าบริเวณรอบนอก กระแสฟ้าที่เกิดขึ้นนี้อาจถูกปล่อยเข้าไปภายในดาวเทียมและอาจทำให้เกิดความผิดปกติหรือเสียหายได้ แต่ถ้าพลาสมาเดินทางมายังโลกเป็นปริมาณเยอะ (การปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนา) จะทำให้ส่งผลต่อระบบการส่งกระแสไฟฟ้าบนโลก ดังเช่น เหตุการณ์ไฟดับทางตะวันออกของประเทศแคนาดา ในวันที่ 14 มีนาคม พ.ศ. 2532