xs
xsm
sm
md
lg

ถ่ายให้ติดพวยก๊าซบนดวงอาทิตย์

เผยแพร่:   โดย: ศุภฤกษ์ คฤหานนท์

ภาพถ่ายดวงอาทิตย์ ผ่านกล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์ชนิดไฮโดรเจน-อัลฟา วันที่ 28 มกราคม 2556 ซึ่งสามารถบันทึกภาพของก๊าซไฮโดรเจนบนดวงอาทิตย์ ซึ่งมีลักษณะเป็นพวยก๊าซและเปลวสุริยะ (Prominence) ปรากฏทั่วไปบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์นั่นเอง (ภาพโดย : ศุภฤกษ์  คฤหานนท์ : Nikon D800 / SolarMax II 90 Double Stack / Focal length : 800mm.  F8.8 / ISO 200 / 1/40 s)
เมื่อ 2 เดือนก่อนผมได้มีโอกาสทดสอบถ่ายภาพดวงอาทิตย์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์ชนิดไฮโดรเจน-อัลฟา ขนาด 90 มม.ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถดูดวงอาทิตย์ได้ในช่วงคลื่นไฮโดรเจน-อัลฟา โดยคุณสมบัติเด่นของกล้องที่มีฟิลเตอร์ไฮโดรเจน-อัลฟาตัวนี้ จะช่วยให้เห็นพวยก๊าซบนดวงอาทิตย์ (Prominence หรือ เปลวสุริยะ) ได้อย่างชัดเจน ทว่าฟิลเตอร์ชนิดนี้มีราคาแพงนับแสนบาท ซึ่งภาพที่ได้ออกมาจากกล้องตัวนี้เรียกๆ ได้ว่า น่าทึ่งมากเลยทีเดียว ส่วนเทคนิคและวิธีการจะเป็นอย่างไรนั้น เรามาทำความรู้จักกับดวงอาทิตย์ของเรากันก่อนครับ

ดวงอาทิตย์ของเรา
ดวงอาทิตย์เป็นก้อนแก๊สขนาดใหญ่ มีปฏิกิริยาภายในเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) ที่บริเวณผิวของดวงอาทิตย์นอกจากจะมีอุณหภูมิสูงมากแล้วก็ยังมีปรากฏการณ์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย อาทิ เช่น ปรากฏการณ์การลุกจ้า (Solar Flare) ปรากฏการณ์การเกิดจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspot) ปรากฏการณ์การพ่นมวลโคโรนา เป็นต้น การเกิดปรากฏการณ์ที่กล่าวมานั้นล้วนแล้วแต่เป็นผลเกี่ยวเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ทั้งสิ้น

ในกรณีของการพ่นมวลโคโรนา กลุ่มมวลที่ถูกปลดปล่อยออกมาจะอยู่ในรูป “พลาสมา” หรือสถานะที่อะตอมของธาตุอยู่ในสภาพเป็นไอออน เป็นประจุไฟฟ้าพลังงานสูง หากมีการระเบิดที่รุนแรงจะทำให้กลุ่มพลาสมาเหล่านี้มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงมาก เราเรียกกลุ่มพลาสมาเหล่านี้ว่า พายุสุริยะ (Solar Storm)

การพ่นมวลโคโรนาจนทำให้เกิดพายุสุริยะจะมีความสัมพันธ์วัฏจักรของดวงอาทิตย์ ซึ่งมีวงจรประมาณ 11 ปี เมื่อดวงอาทิตย์มีจุดบนดวงอาทิตย์จำนวนมาก (Solar Maximum) สนามแม่เหล็กบริเวณดังกล่าวก็เกิดความปั่นป่วน มีการสะสมพลังงานมากขึ้นจนถึงจุดวิกฤต ทำให้เส้นแรงแม่เหล็กที่บิดพันกันเป็นเกลียวขาดออกจากกัน และเกิดการปลดปล่อยมวลออกสู่อวกาศในทุกทิศทุกทาง ซึ่งความเร็วและรุนแรงของกลุ่มประจุไฟฟ้าพลังงานสูงจะขึ้นอยู่กับ ความรุนแรงในการระเบิดหรือการปลดปล่อยมวลของดวงอาทิตย์เอง

ตามวัฏจักรสุริยะ (solar cycle) ในปี 2013 นี้เป็นช่วงที่ดวงอาทิตย์เข้าสู่ช่วงที่มีจุดบนดวงอาทิตย์มากที่สุด (solar maximum) โดยปริมาณของจุดดับนั้น ในช่วงต่ำสุด หรือ Solar Minimum อาจมีเพียง 2-3 จุด แต่ในช่วงที่มีมากที่สุด หรือช่วง Solar Maximum อาจจะมากกว่า 160 จุดถึง 200 จุด ซึ่งล่าสุดเมื่อเวลาประมาณ 13:54 น. (ตามเวลาของประเทศไทย) ของวันที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2556 ที่ผ่านมา จากการเฝ้าติดตามและตรวจสอบนักวิทยาศาสตร์ พบการปลดปล่อยมวลโคโรนาของดวงอาทิตย์ (Coronal Mass Ejection : CME) โดยชี้ชัดว่ากลุ่มอนุภาคไฟฟ้าพลังงานสูงหรือพลาสมาที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ มีความเร็วในการเคลื่อนที่ประมาณ 900 ไมล์ต่อวินาที ซึ่งจะใช้เวลาประมาณ 3 วันในการเคลื่อนที่มาถึงโลกและพบว่าการปะทุที่เกิดขึ้นไม่ได้มีความรุนแรงมาก และไม่สามารถทำอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกได้

ดังนั้น จากที่กล่าวมาทั้งหมดหากเราสามารถเฝ้าสังเกตการ ซึ่งหมายถึงการบันทึกภาพดวงอาทิตย์ไว้บ่อยๆ เราก็จะสามารถเห็นปรากฏการณ์ การเปลี่ยนแปลงต่างๆ บนดวงอาทิตย์ หรืออาจเป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ๆ บนดวงอาทิตย์เป็นคนแรกก็เป็นได้ และนั้นมันหมายถึงคุณกำลังก้าวเข้าสู่การเป็นนักดาราศาสตร์สมัครเล่นอย่างเต็มตัวแล้วครับ

ภาพถ่ายดวงอาทิตย์จากกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้แผ่นกรองแสงทั่วไป
ภาพถ่ายดวงอาทิตย์ผ่านแผ่นกรองแสงชนิด White Light Filter ซึ่งเป็นแผ่นกรองแสงที่สามารถพบเห็นได้ทั่วไป โดยสามารถนำเอาแผ่นกรองแสงชนิดนี้ไปติดกับหน้ากล้องโทรทรรศน์ทั่วไป โดยภาพถ่ายที่ได้เป็นแสงในช่วงคลื่นที่มองเห็นได้ด้วยตาจากดวงอาทิตย์ทั้งหมด (ภาพโดย : ศุภฤกษ์  คฤหานนท์ : Canon 450D (Digital Rebel XSi) / Takahashi FSQ150+Thousand Oaks Solar Filter / Focal length : 1100mm. / F7.3 / ISO 100 / 1/400 s)
ภาพของดวงอาทิตย์ที่สังเกตได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้แผ่นกรองแสงจะแตกต่างกันไปตามยี่ห้อของแผ่นกรองแสงและกำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ แผ่นกรองแสงต่างยี่ห้อมักจะให้สีของภาพที่ต่างกัน อาจจะเป็นได้ตั้งแต่สีขาว เหลืองอ่อนจนถึงส้มแก่ และหากใช้กำลังขยายมากขึ้น ก็จะสามารถสังเกตรายละเอียดที่ชัดเจนของดวงอาทิตย์ได้มากขึ้น

ปรากฏการณ์บนผิวดวงอาทิตย์ที่จะสามารถสังเกตได้จากการใช้แผ่นกรองแสง เพื่อลดความเข้มแสงของดวงอาทิตย์คือ จุดบนดวงอาทิตย์หรือที่เรียกกันคุ้นหูว่า Sunspot ซึ่งจุดเล็กๆ เหล่านั้นมีขนาดเทียบได้กับโลกของเรา บริเวณที่เกิดการลุกจ้าและปรากฏการณ์ก๊าซร้อนหมุนวนของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่มองเห็นได้ด้วยตาจากดวงอาทิตย์ทั้งหมด

กล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์แบบที่ใช้แผ่นกรองแสงชนิด White Light Filter กับ กล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์ชนิดไฮโดรเจน-อัลฟา ต่างกันอย่างไร
(ภาพซ้าย) กล้องโทรทรรศน์ SolarMax II 90 Double Stack เปรียบเทียบกับ (ภาพขวา) กล้องโทรทรรศน์ Takahashi FSQ150 โดยติดแผ่นกรองแสง Thousand Oaks Solar Filter ไว้กับหน้ากล้องโทรทรรศน์ ซึ่งทดสอบถ่ายภาพในช่วงเวลาตั้งแต่ 11.00 – 13.00 น. ซึ่งเป็นช่วงที่ดวงอาทิตย์อยู่ในตำแหน่งกลางท้องฟ้าและอยู่สูงจากมวลอากาศบริเวณขอบฟ้าเพื่อเปรียบเทียบภาพที่ได้จากกล้องที่ให้ภาพในความยาวคลื่นที่ต่างกัน
กล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์ที่ใช้แผ่นกรองแสงชนิด White Light Filter สามารถพบเห็นได้ทั่วไป โดยสามารถนำเอาแผ่นกรองแสงชนิดนี้ไปติดกับหน้ากล้องโทรทรรศน์ทั่วไป ซึ่งสาเหตุที่แผ่นกรองแสงชนิดนี้เรียกว่า White Light Filter ก็เพราะว่ามันทำหน้าที่ในการลดความเข้มแสง และกรองรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้น แต่ไม่ได้ทำให้ช่วงคลื่นของแสงที่ผ่านแคบลงเลย แสงในช่วงคลื่นที่มองเห็นได้ด้วยตาจากดวงอาทิตย์ทั้งหมด (ความยาวคลื่น 400-700 นาโนเมตร ซึ่งรวมกันเป็นสีขาวของดวงอาทิตย์) ยังสามารถผ่านแผ่นกรองแสงมาได้ เพียงแต่มีความเข้มน้อยลงเท่านั้น

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าแผ่นกรองแสงแบบไวต์ไลต์จะกรองเฉพาะความเข้มแสง แต่ยังคงช่วงคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมดไว้ ทำให้มีข้อจำกัดในการสังเกตปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย์ที่มีความสว่างน้อยเมื่อเทียบกับผิวของดวงอาทิตย์ เช่น เปลวสุริยะ (Prominence) จะไม่สามารถมองเห็นได้เลย เพราะถูกกลืนไปในแสงสว่างของผิวดวงอาทิตย์ เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักดาราศาสตร์จึงใช้แผ่นกรองแสงแบบไฮโดรเจน-แอลฟา (Hydrogenα) ในการสังเกตปรากฏการณ์ดังกล่าวแทน นอกจากแผ่นกรองแสงแบบไฮโดรเจน-แอลฟา จะทำหน้าที่กรองความเข้มแสงแล้วยังช่วยกรองช่วงคลื่นอีกด้วย การใช้แผ่นกรองแสงชนิดนี้ทำให้แสงสว่างจ้าจากผิวดวงอาทิตย์ถูกกรองออกหมด เหลือเพียงช่วงคลื่นที่ต้องการ ในที่นี้ช่วงคลื่นที่ต้องการคือแสงที่แผ่ออกจากอะตอมของไฮโดรเจน อันเป็นสสารส่วนใหญ่บนดวงอาทิตย์ การสังเกตช่วงคลื่นที่แผ่จากอะตอมของไฮโดรเจน ก็คือการสังเกตรูปร่างและภาพของก๊าซไฮโดรเจนบน ดวงอาทิตย์นั่นเอง ช่วงคลื่นนี้มีความกว้างเพียง 1 ใน 1 พันล้านเมตร และอยู่ที่ความยาวคลื่น 656.2 นาโนเมตร ซึ่งเป็นแสงสีแดง

ภาพที่สังเกตได้จากแผ่นกรองแสงแบบไฮโดรเจน-แอลฟา คือ ดวงอาทิตย์สีแดงทั้งดวงมีพวยก๊าซและเปลวสุริยะปรากฏทั่วไปบนพื้นผิว ปรากฏการณ์เหล่านี้จะสามารถสังเกตได้ง่ายบริเวณของขอบดวงอาทิตย์ที่มีอวกาศเป็นฉากหลัง การสังเกตด้วยแผ่นกรองแสงชนิดนี้จะเห็นได้ชัดเจนกว่าผิวดวงอาทิตย์ไม่เรียบ มีความแปรปรวนสูง และมีก๊าซหมุนวนเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณใกล้จุดบนดวงอาทิตย์จะสังเกตความแปรปรวนของก๊าซได้ชัดเจนมาก แม้ว่าเปลวสุริยะจะมีการระเบิดพุ่งขึ้นและตกกลับลงสู่ผิวดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง แต่เมื่อมองจากโลกจะเห็นคล้ายกับว่าเปลวลอยอยู่นิ่ง ทั้งนี้เป็นเพราะเปลวมีขนาดใหญ่ และอยู่ห่างจากโลกมาก จึงมีการเปลี่ยนแปลงที่ช้าจนดูเหมือนหยุดนิ่ง ผู้สังเกตจะต้องบันทึกภาพทุกๆ 10-15 นาทีเป็นระยะเวลาหนึ่งจึงสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนได้ (ข้อมูลจาก : เอกภพ เพื่อความเข้าใจในธรรมชาติของจักรวาล /วิภู รุโจปการ)
กล้องโทรทรรศน์ SolarMax II 90 Double Stack โดยติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้ในการบันทึกภาพด้วยกล้องเว็บแคม ซึ่งทำให้สะดวกในการโฟกัสภาพผ่านทางจอคอมพิวเตอร์
เทคนิคและวิธีการ
ในการทดสอบกล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์ชนิดไฮโดรเจน-อัลฟา ครั้งนี้ผมได้ถ่ายภาพดวงอาทิตย์แบบภาพนิ่งด้วยกล้องดิจิตอล พร้อมทั้งการถ่ายในรูปแบบวีดีโอด้วยกล้องเว็บแคม โดยมีรายละเอียดดังนี้

1. ตั้งกล้องบนขาตั้งกล้อง แบบติดตามวัตถุท้องฟ้าเพื่อให้สามารถถ่ายภาพดวงอาทิตย์ได้เวลานานๆ โดยไม่ทำให้ภาพเคลื่อน

2. เล็งกล้องไปยังดวงอาทิตย์ โดยการหันหน้ากล้องเข้าหาดวงอาทิตย์จนกว่าเงาของกล้องจะสั้นที่สุด โดยใช้ฉากมารับภาพเงาของตัวกล้อง เมื่อตำแหน่งกล้องชี้ไปยังดวงอาทิตย์พอดี จะเห็นภาพของดวงอาทิตย์ปรากฏเป็นจุดสว่างบนฉาก
ตัวอย่างการเล็งกล้องไปยังดวงอาทิตย์ โดยการหันหน้ากล้องเข้าหาดวงอาทิตย์จนกว่าเงาของกล้องจะสั้นที่สุด โดยใช้ฉากมารับภาพเงาของตัวกล้อง
3.ปรับภาพให้อยู่ตรงกลางและโฟกัสภาพ โดยการโฟกัสที่ดีที่สุดสำหรับดวงอาทิตย์ ให้โฟกัสด้วยจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspot) ให้คมชัดที่สุด สำหรับกล้องดิจิตอลให้ใช้ร่วมกับโหมด Live view เพื่อแสดงภาพขยายที่จอหลังกล้อง ซึ่งกล้องเว็บแคมนั้นสามารถโฟกัสที่หน้าจอคอมพิวเตอร์ได้เลย

4. ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ที่เหมาะสมในการถ่ายภาพ อยู่ในช่วงเวลาตั้งแต่ 11.00-13.00 น. ซึ่งเป็นช่วงที่ดวงอาทิตย์อยู่ในตำแหน่งกลางท้องฟ้า และอยู่สูงจากมวลอากาศบริเวณขอบฟ้า ซึ่งเป็นอุปสรรคสำหรับการถ่ายภาพ ณ ตำแหน่งกลางท้องฟ้า เราจะสามารถโฟกัสภาพได้คมชัดที่สุดรวมทั้งได้ความเข้มแสงที่มากกว่าบริเวณขอบฟ้าทำให้ถ่ายภาพที่ความเร็วชัตเตอร์ที่เร็วขึ้นอีกด้วย

5. ถ่ายภาพแบบต่อเนื่อง สำหรับการถ่ายภาพด้วยกล้องดิจิตอลนั้น เรานิยมถ่ายภาพแบบต่อเนื่องเพื่อให้ได้จำนวนภาพหลายๆสิบภาพ เพื่อนำภาพทั้งหมดมาประมวลผลภาพด้วยซอฟต์แวร์ Registax (สามารถดูรายละเอียดการใช้ซอฟต์แวร์ ได้ที่http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9550000114250) โดยก่อนการถ่ายภาพแบบต่อเนื่อง ควรทดลองถ่ายภาพเพื่อดูความสว่างและการโฟกัสของภาพดูก่อนว่าได้รายละเอียดและแสงที่พอดีหรือยัง

6. ถ่ายเป็นไฟล์วิดีโอ ในการถ่ายภาพดวงอาทิตย์นั้นส่วนตัวผมคิดว่าการถ่ายภาพด้วยเว็บแคมในรูปแบบไฟล์วิดีโอ ถือเป็นวิธีที่ให้ผลของรายละเอียดดีกว่า เนื่องจากการถ่ายด้วยเว็บแคมนั้น ให้ผลในเรื่องความไวแสงที่มากกว่า รวมทั้งจำนวน Frame rate ของกล้องเว็บแคมทำให้เราได้จำนวนภาพหลายร้อยภาพ ในเวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น โดยในการประมวลผลภาพก็ใช้วิธีการเดียวกันกับการประมวลผลจากภาพกล้องดิจิตอล แต่ได้จำนวนภาพที่มากกว่า ซึ่งหลังจากการประมวลผลภาพจะเห็นรายละเอียดของปรากฏการณ์ต่างๆ บนผิวดวงอาทิตย์ได้อย่างชัดเจน
ภาพถ่ายดวงอาทิตย์ ผ่านกล้องโทรทรรศน์ดูดวงอาทิตย์ชนิดไฮโดรเจน-อัลฟา เว็บแคมในรูปแบบไฟล์วีดีโอ โดยสามารถแสดงรายละเอียดปรากฏการณ์บนผิวของดวงอาทิตย์ โดยเฉพาะบริเวณใกล้จุดบนดวงอาทิตย์จะสังเกตความแปรปรวนของก๊าซได้ชัดเจนมาก (ภาพโดย : ศุภฤกษ์  คฤหานนท์ : Lumenera’s SKYnyx / SolarMax II 90 Double Stack / Focal length : 800mm.  F8.8 / 800 Frame)




เกี่ยวกับผู้เขียน

ศุภฤกษ์ คฤหานนท์

สำเร็จการศึกษาครุศาสตรบัณฑิต สาขาฟิสิกส์ จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่ และครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาเทคโนโลยีและการสื่อสาร จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่

ปัจจุบันเป็นเจ้าหน้าที่สารสนเทศทางดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สดร., เคยทำวิจัยเรื่อง การทดสอบค่าทัศนวิสัยท้องฟ้าบริเวณสถานที่ก่อสร้างหอดูดาวแห่งชาติ มีประสบการณ์ในฐานะวิทยากรอบรมการดูดาวเบื้องต้น และเป็นวิทยากรสอนการถ่ายภาพดาราศาสตร์ในโครงการประกวดภาพถ่ายดาราศาสตร์ ประจำปี 2554 ของ สดร.ในหัวข้อ “มหัศจรรย์ภาพถ่ายดาราศาสตร์ในเมืองไทย”

“คุณค่าของภาพถ่ายนั้นไม่เพียงแต่ให้ความงามด้านศิลปะ แต่ทุกภาพยังสามารถอธิบายด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ได้อีกด้วย”

อ่านบทความ ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ ทุกวันจันทร์ที่ 1 และ 3 ของเดือน







กำลังโหลดความคิดเห็น...