พบกระแสพลาสมาดวงอาทิตย์ไหลเร็วขึ้น สู่ความเข้าใจใหม่ใน "วัฏจักรสุริยะ"

นักวิทยาศาสตร์พบสายพานนำส่งพลาสมาบนดวงอาทิตย์เคลื่อนที่เร็วสุดในรอบ 5 ปี คาดเป็นสาเหตุอธิบายว่า เหตุใดดวงอาทิตย์คงมีจุดมืดบนดวงอาทิตย์ต่ำสุด และกินเวลาถึง 15 เดือน ซึ่งนานกว่าที่ทำนายไว้ และอาจนำไปสู่ความเข้าใจใหม่ในวัฏจักรสุริยะ

“ผมเชื่อว่าปรากฏการณ์นี้ สามารถอธิบายความไม่ปกติลึกๆ ในช่วงต่ำสุดของดวงอาทิตย์ที่เรายังคงได้พบอยู่ ความเร็วสูงสุดของแถบสายพานนี้ ท้าทายแบบจำลองวัฏจักรสุริยะที่มีอยู่ และบีบให้เราต้องกลับไปทบทวนความคิดใหม่" สเปซด็อทคอม รายงานความเห็นของเดวิด แฮธาเวย์ (David Hathaway) นักฟิสิกส์สุริยะจากองค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) ซึ่งร่วมในการศึกษาครั้งนี้ด้วย

สายพานดังกล่าวคือแถบสายพานยักษ์ (Great Conveyor Belt) และเป็นกระแสขนาดใหญ่ ที่ไหลเวียนพลาสมาร้อนจากภายในดวงอาทิตย์ ซึ่งมีอยู่ 2 สาย คือสายเหนือและสายใต้ โดยกว่าสายพานยักษ์นี้จะหมุนครบ 1 รอบต้องใช้เวลาถึง 40 ปี และนักวิทยาศาสตร์เชื่อด้วยว่า การหมุนเปลี่ยนทิศทางของสายพานยักษ์นี้ เป็นตัวกำหนดจุดมืดบนดวงอาทิตย์

สำหรับช่วงต่ำสุดบนดวงอาทิตย์ (solar minimum) จะเกิดขึ้นในช่วงปลายวัฏจักรสุริยะซึ่งมีรอบนาน 11 ปี และเป็นช่วงที่จำนวนจุดมืด การลุกจ้า และการเคลื่อนไหวอื่นๆ บนดวงอาทิตย์ลดน้อยลง ซึ่ง PhyOrg.com ระบุว่าล่าสุดเกิดตั้งแต่ปี 2008 – ต้นปี 2009 เป็นเวลาถึง 15 เดือน และเป็นระยะเวลายาวกว่าที่คาดไว้

การศึกษาครั้งนี้ ใช้ข้อมูลที่รวบรวมมา 13 ปีจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศโซโฮ (SOHO) กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้สำรวจดวงอาทิตย์และชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ซึ่งเกิดจากความร่วมมือระหว่างองค์การอวกาศยุโรป (อีซา) และนาซา

ท่ามกลางข้อมูลเหล่านี้มีการวัดก๊าซที่แตกประทุ ซึ่งเคลื่อนจากเส้นศูนย์สูตรสู่ขั้วดวงอาทิตย์ หรือที่เรียกว่า “การไหลในแนวเส้นเมอริเดียน” (meridional flow) และนักวิทยาศาสตร์พยายามหาความสัมพันธ์ระหว่างการไหลนี้กับวัฏจักรของจุดมืด

แฮธาเวย์ พร้อมด้วย ลิซา ไรท์เมียร์ (Lisa Rightmire) จากมหาวิทยาลัยเมมฟิส (University of Memphis) ในเทนเนสซี สหรัฐฯ พบว่าการไหลตามแนวเส้นเมอริเดียนซึ่งปกติจะไหลช้าๆ เริ่มไหลเร็วขึ้นในช่วง 2-3 ปีก่อนปี 2008 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่จำนวนจุดมืดลดลง โดยในช่วงต่ำสุดของดวงอาทิตย์ก่อนหน้านี้ความเร็วของการไหลอยู่ประมาณ 30 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และในช่วงปี 2008-2009 ความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 47 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองชี้ว่า ช่วงต่ำสุดของดวงอาทิตย์ล่าสุดนั้นยาวนานกว่าปกติ เพราะสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการไหลของก๊าซบริเวณขั้วดวงอาทิตย์นั้นมีกำลังอ่อนลง แต่ยังไม่เป็นที่ทราบว่าเหตุใดความเร็วของการไหลในแนวเส้นเมอริเดียนจึงเพิ่มขึ้น

ทั้งนี้ แฮธาเวย์กล่าวว่าการไหลในแนวเส้นเมอริเดียนนั้น นำพาสนามแม่เหล็กซึ่งต้านสสารที่มีความเป็นแม่เหล็กสูงบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ เมื่อการไหลเร็วขึ้นการต้านการไหลของสสารอื่นยิ่งแรงขึ้น สนามแม่เหล็กที่ขั้วดวงอาทิตย์จึงไม่อาจเข้มขึ้นได้ และนี่อาจเป็นเหตุให้การเริ่มต้นวัฏจักรสุริยะในปี 2009 ล่าช้า

ความเข้มของการไหลสนามแม่เหล็กที่ขั้วดวงอาทิตย์มีความสำคัญ เพราะสนามแม่เหล็กตกอยู่ภายใต้พื้นผิวของดวงอาทิตย์และสร้างเงื่อนไขการเกิดจุดมืด และเมื่อสนามแม่เหล็กอ่อนลง จึงต้องใช้เวลานานขึ้นในการสร้างจุดมืด ซึ่งทั้งแฮธาเวย์และไรท์เมียร์ยังทำนายว่าวัฏจักรสุริยะในปัจจุบันมีกิจกรรมความเคลื่อนไหวน้อยกว่าวัฏจักรอื่นๆ ที่ผ่านมา

ผลจากการศึกษาครั้งนี้ ซึ่งตีพิมพ์ลงวารสารไซน์ (Science) นั้นอาจจะช่วยปรับปรุงการทำนายช่วงเวลาและความเข้มข้นของวัฏจักรดวงอาทิตย์ในอนาคต และอาจเป็นผลงานที่มีคุณค่า เนื่องจากกิจกรรมบนดวงอาทิตย์บางอย่างนั้นสามารถสร้างม่านหมอกสนามแม่เหล็กของอนุภาคมีประจุ ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อดาวเทียมที่กำลังโคจรรอบโลก และรบกวนระบบจ่ายไฟบนโลกได้

ทั้งนี้ การปรับปรุงวิธีทำนายวัฏจักรสุริยะจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศทำนายวัฏจักรสุริยะในระยะยาวได้ และผลจากการศึกษาครั้งนี้ยังชี้ว่า นักวิทยาศาสตร์ต้องกลับมาทบทวนแบบจำลองซึ่งทำนายว่าการไหลในแนวเส้นเมอริเดียนจะเหนี่ยวนำให้สนามแม่เหล็กที่ขั้วดวงอาทิตย์เข้มขึ้นด้วย