xs
xsm
sm
md
lg

การเห็นรายละเอียดของผิว และจุดมืดบนดวงอาทิตย์ ที่ระยะใกล้ 6 ล้านกิโลเมตร ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Inouye

เผยแพร่:   ปรับปรุง:   โดย: ผู้จัดการออนไลน์


ภาพพื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่มีฟอง plasma เดือดปุด ๆ และจุดมืด ภาพจาก The Daily Galaxy



Georg Christoph Lichtenberg (1742-1799) ผู้เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ที่มีชื่อเสียงจากการพบปรากฏการณ์ Lichtenberg ซึ่งเกิดขึ้นเวลามีการปล่อยกระแสไฟฟ้าปริมาณมากให้ไหลผ่านฉนวน แล้วกระแสได้แตกกระจัดกระจายออกเป็นกิ่งก้านสาขาคล้ายต้นไม้ จึงเป็นที่รู้จักในนาม Lichtenberg figure

นอกจากจะเป็นนักฟิสิกส์แล้ว Lichtenberg ก็ยังเป็นนักเขียนแนวเสียดสีสังคมด้วย โดยได้เขียนคำพูดที่น่าคิดไว้มากมาย เช่น “บนโลก ใบหน้าที่น่าประทับใจที่สุด คือ ใบหน้าคน” เพราะเบื้องหลังใบหน้านั้น มีความรู้สึกนึกคิดของเจ้าของซุกซ่อนอยู่ จนใคร ๆ ก็มองไม่ออก เหมือนดังสำนวนที่ว่า “รู้หน้า ไม่รู้ใจ”

คนไทยเราก็มีสำนวนเกี่ยวกับใบหน้ามากมาย เช่น หน้าหนา หน้าบาง หน้าตาย หน้าด้าน หน้าชื่นอกตรม หน้าเนื้อใจเสือ หน้าใหญ่ใจโต หน้าไหว้หลังหลอก เอาหน้า รักษาหน้า ฉีกหน้า ไม่ไว้หน้า ตีสองหน้า หน้ากาก หน้ามืดตามัว และขายผ้าเอาหน้ารอด เป็นต้น ในวงการดาราศาสตร์ก็มีเรื่องที่เกี่ยวกับผิวหน้าของดาวต่าง ๆ มากมาย เพราะทุกสิ่งที่เราเห็นเกี่ยวกับดาวส่วนใหญ่เป็นเหตุการณ์ที่เกิดที่ผิวดาว โดยเราแทบไม่มีความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติที่เกิดใต้ผิวดาวเลย และดาวในที่นี้หมายรวมถึงโลกของเราด้วย

ทั้ง ๆ ที่มนุษย์ได้เห็นดวงอาทิตย์มานานนับล้านปี แต่ก็ไม่เคยเห็นผิวของดวงอาทิตย์ที่ระยะใกล้ว่ามีลักษณะเช่นไร จนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 21 นี้เอง มนุษย์ก็ได้เห็นภาพถ่ายของผิวดวงอาทิตย์ที่ระยะใกล้เป็นครั้งแรก โดยยานอวกาศชื่อ Parker Solar Probe และเมื่อปีกลายนี้ก็ได้เห็นจุดมืด (sunspot) บนดวงอาทิตย์ โดยการใช้กล้องโทรทรรศน์ของ NASA ชื่อ Daniel K. Inouye (แดเนียล เค. อินุย) ว่า จุดมืดบางจุดมืดมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ประเทศสหรัฐอเมริกาทั้งประเทศเสียอีก

ภาพวาด The Fall of Phaeton โดย Peter Paul Rubens ในปี 1605 ภาพจาก วิกิพีเดีย
คงเป็นที่รู้กันนะครับว่า แทบทุกอารยธรรมโบราณของโลก มักมีการกล่าวถึงความศักดิ์สิทธิ์ที่ยิ่งใหญ่ ดุจดั่งเทพเจ้าของดวงอาทิตย์ว่ามีความสำคัญต่อสรรพสิ่งที่มีชีวิตบนโลกมาก เช่น อารยธรรมกรีกมีเรื่องเล่าว่า เทพ Phaeton ผู้เป็นโอรสในสุริยะเทพ Helios กับเทพธิดาแห่งทะเลนาม Clymene แต่ทรงเป็นทายาทนอกสมรส จึงถูกทวยเทพองค์อื่น ๆ บูลลี่ว่าเป็นลูกนอกกฎหมาย Phaeton จึงไปทูลฟ้องพระบิดาให้ทรงช่วยพิสูจน์ว่า ทรงเป็นโอรสจริง ด้วยการมอบของขวัญตามที่ Phaeton ทรงทูลขอ และพระบิดา Helios ก็ทรงประทานให้ จากนั้น Phaeton ได้ทูลขอพระอนุญาตให้ Phaeton ทรงขับรถม้าที่ Helios ใช้นำดวงอาทิตย์โคจรไปในท้องฟ้า เป็นเวลานานหนึ่งวัน ซึ่ง Helios ก็ทรงยินยอม ดังนั้น Phaeton จึงออกเดินทาง แต่ทรงควบคุมบังคับม้าไม่ได้ ครั้นเมื่อรถม้านำ Phaeton และดวงอาทิตย์เหาะผ่านใกล้โลกมาก เทพ Zeus ทรงหวั่นเกรงว่า ประชากรโลกจะเป็นอันตราย จึงทรงบันดาลให้ฟ้าผ่า Phaeton จนเสียชีวิต เพื่อยุติความโกลาหลทั้งหลาย และป้องกันเหตุร้าย มิให้บังเกิดแก่โลก

ภาพ Daedalus ผู้พ่อ (ซ้าย) กับ Icarus ผู้ลูก (ขวา) ที่วาดโดย Frederick Leighton ในปี 1869 ภาพจาก วิกิพีเดีย
นอกจากเทพนิยายเรื่องนี้แล้ว ชาวกรีกก็มีเทพนิยายอีกเรื่องหนึ่ง คือ เรื่อง Daedalus ที่ถูกกษัตริย์ Minnos แห่งเกาะ Crete ทรงจับขังคุก เพราะได้ลอบปลดปล่อยเทพ Theseus หลบหนีออกจากคุกที่ขังตัว Minotaur ซึ่งเป็นมนุษย์ที่มีศีรษะเป็นกระทิง Daedalus กับลูกชายชื่อ Icarus จึงสร้างปีกด้วยขนนกและขี้ผึ้งเพื่อบินหนีออกที่คุมขัง แต่ Icarus บินใกล้ดวงอาทิตย์มากเกินไป ขี้ผึ้งที่ใช้ติดปีกจึงละลาย มีผลทำให้ Icarus ตกทะเล และจมน้ำตาย

เทพนิยายทั้งสองเรื่องนี้ ได้กล่าวเตือนมนุษย์ว่าจะดูดวงอาทิตย์เมื่อใดก็ได้ แต่อย่าเข้าใกล้ เพราะจะเป็นอันตรายถึงชีวิต ดังนั้นจึงไม่มีใครศึกษาดวงอาทิตย์อย่างจริงจัง จนกระทั่งถึงคริสต์ศตวรรษที่ 17

กล้องโทรทรรศน์ของ Galileo Galilei ภาพจาก www.pinterest.com
ประวัติศาสตร์ได้บันทึกว่า เมื่อ Hans Lippershey (1570–1619) ซึ่งเป็นช่างทำแว่นตาชาวดัตช์ นำเลนส์นูนสองชิ้นมาติดที่ปลายทั้งสองข้างของท่อทรงกระบอก และพบว่ากล้องที่เขาประดิษฐ์สามารถทำให้วัตถุที่อยู่ไกล เข้ามาปรากฏที่ระยะใกล้ได้ อีกหนึ่งปีต่อมา คือ ในปี 1609 Galileo Galilei (1564-1642) ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ชาวอิตาเลียน ก็ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ตนประดิษฐ์ในการสอดแนมดูกองทัพข้าศึก และเรือสินค้าที่กำลังแล่นเข้าเทียบท่า เพื่อจะช่วยให้รู้ล่วงหน้าว่าเรือกำลังนำสินค้าอะไรมาขาย จนทำให้สามารถขายสินค้านั้นได้ในราคาดี และเมื่อเขาหันกล้องขึ้นส่องดูท้องฟ้า เพื่อดูดวงจันทร์ โลกวิทยาศาสตร์ก็ได้เปลี่ยนไปในทันที เพราะ Galileo ได้เห็นผิวดวงจันทร์ว่าไม่ราบเรียบ จึงสันนิษฐานว่า มันเป็นภูเขาและทะเล นอกจากนี้ก็ได้เห็นปรากฏการณ์ข้างขึ้นและข้างแรมของดาวศุกร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ดาวศุกร์มิได้โคจรรอบโลก แต่โคจรรอบดวงอาทิตย์ และยังได้เห็นดวงจันทร์ 4 ดวงของดาวพฤหัสบดีว่า มิได้โคจรรอบโลกอีกเช่นกัน และยังได้เห็นจุดมืดบนดวงอาทิตย์ด้วย (การเพ่งดูดวงอาทิตย์เป็นเวลานาน มีส่วนทำให้ตาของ Galileo บอดในเวลาต่อมา) อีกทั้งยังได้เห็นทางช้างเผือกว่าประกอบด้วยดาวฤกษ์ต่าง ๆ เป็นจำนวนมาก การค้นพบองค์ความรู้เหล่านี้ ได้ปฏิรูปความเข้าใจของมนุษย์ที่เกี่ยวกับธรรมชาติของเอกภพไปอย่างสิ้นเชิง ทั้ง ๆ ที่กล้องโทรทรรศน์นั้นมีเลนส์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวเพียง 2.5 เซนติเมตรเท่านั้นเอง

ภาพจุดมืดบนดวงอาทิตย์ที่ Galileo Galilei วาด เมื่อวันที่ 23 มิถุนายน ปี 1613 ภาพจาก The Galileo Project / M. Kornmesser
ปี 1613 เป็นปีที่ Galileo ได้เห็นจุดมืดบนดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก แต่เขาไม่สามารถอธิบายได้ว่า จุดมืดเหล่านั้นมีธรรมชาติเป็นอย่างไร อะไรคือสาเหตุที่ทำให้ดวงอาทิตย์มีจุดมืด จุดมืดมีความสำคัญต่อโลกมนุษย์เพียงใด และถ้าจุดมืดมีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ดวงอาทิตย์จะดับเมื่อใด ครั้นเมื่อ Galileo ได้เห็นจุดมืดเคลื่อนที่ Galileo ก็รู้ว่า ดวงอาทิตย์ก็หมุนรอบตัวเองเหมือนโลก

Rudolf Wolf กับกราฟแสดงจำนวนจุดมืดที่นักดาราศาสตร์เห็นในปีต่าง ๆ ภาพจาก วิกิพีเดีย และ Encyclop?dia Britannica, Inc.
ในปี 1848 นักดาราศาสตร์ชาวสวิส ชื่อ Rudolf Wolf (1816–1893) ได้ศึกษาจุดมืดบนดวงอาทิตย์อย่างเป็นระบบ และพบว่าจำนวนจุดมืดมีเพิ่มและลดอย่างเป็นวัฏจักร (cycle) ที่สามารถคำนวณได้จากสูตร
R = k (10g+s)
เมื่อ R เรียกจำนวน Wolf
k คือ ค่าคงตัวที่ขึ้นกับผู้สังเกต
10g คือ จำนวนกลุ่มของจุดมืดที่เห็น เพราะกลุ่มจุดเห็นได้ชัด กว่าจุดเพียงจุดเดียว
และ s คือ จำนวนจุดมืดที่เห็น

จากสูตรนี้ Wolf ได้พบว่า วัฏจักรจุดมืดมีคาบประมาณ 11 ปี ซึ่งแตกต่างจากคาบ 10 ปี ที่ Heinrich Schwabe (1789–1875) ได้เคยศึกษา

ในปี 2011 Frederic Clette (1961-ปัจจุบัน) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวเบลเยี่ยมแห่งศูนย์วิจัยอิทธิพลของดวงอาทิตย์ ที่ Royal Observatory of Belgium ได้ศึกษาภาพถ่ายของดวงอาทิตย์ที่ถ่ายโดยรังสี UV (ultraviolet) และได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับจุดมืดบนดวงอาทิตย์ ที่นักดาราศาสตร์ทั้งมืออาชีพและสมัครเล่นจากทั่วโลกได้ศึกษา เพื่อสร้าง International Sunspot Number (จำนวนจุดมืดสากล) ย้อนหลังไปเป็นเวลาหลายร้อยปี ผลงานนี้ได้ช่วยปรับแก้ความไม่ต่อเนื่องของความพยายามสังเกต และความคาดเคลื่อนต่าง ๆ ในการนับจำนวนจุดมืดที่เกิดขึ้นที่ซ้อนทับกันบ้าง ตั้งแต่ยุคของ Rudolf Wolf ณ วันนี้เครือข่ายนี้มีนักดาราศาสตร์เข้ามาร่วมทำงานด้วย เป็นจำนวนกว่า 500 คน

Mikhail Lomonosov กับการสังเกตเห็นบรรยากาศของดาวศุกร์ ซึ่งทำให้ภาพของขอบดาวไม่คมชัด เพราะแสงอาทิตย์ที่ผ่านบรรยากาศ มีทั้งที่ผ่านบรรยากาศ ทั้งการหักเห และการกระเจิง ภาพจาก วิกิพีเดีย กับ 341ontheriver.com
ตลอดเวลา 400 ปีที่ผ่านมา โลกดาราศาสตร์ได้มีการค้นพบที่สำคัญเกี่ยวกับดวงอาทิตย์มากมาย เช่น ในปี 1761 Mikhail Lomonosov (1711-1765) ซึ่งเป็นพหูสูตชาวรัสเซีย ผู้ได้สังเกตเห็นเหตุการณ์ดาวศุกร์โคจรตัดหน้าดวงอาทิตย์ (transit of Venus) เป็นครั้งแรก และเห็นแสงมัว ๆ ปรากฏอยู่ตรงบริเวณขอบโดยรอบของดาวศุกร์ แทนจะเห็นขอบดาวศุกร์มีลักษณะคมชัด การสังเกตเห็นเช่นนี้ทำให้ Lomonosov รู้ว่า บนดาวศุกร์มีบรรยากาศ และการหักเหของแสงอาทิตย์ขณะผ่านบรรยากาศของดาวศุกร์ ทำให้เกิดการหักเห ผลที่เกิดขึ้นก็คือ คนบนโลกเห็นขอบดาวเป็นแสงมัว ๆ

การสังเกตนี้ได้ทำให้คนทั้งโลกคิดว่า ดาวศุกร์มีบรรยากาศเหมือนโลก แต่ในเวลาต่อมาทุกคนก็ประจักษ์ว่า บรรยากาศนั้นประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ถึง 96.5% ซึ่งเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตกับไนโตรเจนเป็นส่วนน้อย และดาวศุกร์จึงเป็นดาวที่มีปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse effect) อย่างรุนแรง

Richard Christopher Carrington กับการเกิดปรากฏการณ์เปลวสุริยะที่เขาเห็น ในปี 1859 ภาพจาก HISTORY NEXUS
ในปี 1859 ขณะ Richard Christopher Carrington (1826–1875) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ กำลังสเก็ตช์ภาพและบันทึกตำแหน่งของจุดมืดบนดวงอาทิตย์ เขาได้เห็นบริเวณที่สว่างจ้ามากปรากฎขึ้นอย่างฉับพลันทันทีที่ผิวดวงอาทิตย์ นี่คือการพบเปลวสุริยะ (solar flare) เป็นครั้งแรก และอีก 17 ชั่วโมงต่อมา โลกก็ได้เห็นปรากฏการณ์แสงเหนือ (aurora) ในท้องฟ้าเหนือทะเล Caribbean ในทวีปอเมริกากลาง ซึ่งเป็นเรื่องไม่ปกติ เพราะตามธรรมดาเราจะพบเห็นแสงเหนือในท้องฟ้า ณ บริเวณขั้วโลกเท่านั้น นอกจากนี้ก็ยังมีการพบอีกว่า ระบบโทรคมนาคมสื่อสารในหลายประเทศเกิดการขัดข้อง เพราะเหตุการณ์เปลวสุริยะนี้ ในเวลาต่อมานักดาราศาสตร์จึงได้ตั้งชื่อเหตุการณ์นี้ว่า เหตุการณ์ Carrington (Carrington event)

เวลาได้ผ่านไปอีกนาน โลกจึงประจักษ์ว่า เปลวสุริยะเกิดจากการระเบิดที่ผิวดวงอาทิตย์ ซึ่งมีผลทำให้สนามแม่เหล็กโลกปั่นป่วน เมื่ออนุภาคโปรตอนที่มีพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์พุ่งสู่โลก เป็นลมสุริยะ (solar wind) และเมื่อพายุกระแสอนุภาคนี้พุ่งชนอะตอมของออกซิเจนและไนโตรเจนของบรรยากาศโลก อะตอมจะตกอยู่ในสถานะถูกกระตุ้น และจะเปล่งแสงออกมาเมื่ออิเล็กตรอนตัวที่ถูกกระตุ้นกลับคืนสู่สถานะปกติ นี่คือจุดเริ่มต้นของการพยากรณ์สภาพความเป็นไปในอวกาศ (space weather)

Norman Lockyer กับการพบ helium เป็นเส้นสเปกตรัมสีเหลือง (D-line) ภาพจาก LiveScience
ในปี 1868 ขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง Norman Lockyer (1836–1920) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ใช้อุปกรณ์ spectroscope วิเคราะห์แสงจากดวงอาทิตย์ และได้พบธาตุใหม่ที่ไม่มีใครเคยพบมาก่อน ในบรรยากาศชั้น chromosphere ของดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์จึงเรียกชื่อธาตุใหม่นี้ว่า helium ซึ่งเป็นธาตุในเอกภพที่มีมากเป็นอันดับ 2 รองจาก hydrogen (คำว่า helium มาจากคำในภาษากรีกว่า helios ที่แปลว่า ดวงอาทิตย์) helium จึงเป็นธาตุชนิดแรกที่มนุษย์พบนอกโลก มิใช่บนโลก จนอีก 27 ปีต่อมา William Ramsay (1852-1916) ก็ได้พบธาตุ helium บนโลก และผลงานนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลเคมี ประจำปี 1904

ในปี 1870 Richard Tousey (1908–1997) นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ได้บุกเบิกดาราศาสตร์อวกาศ โดยการศึกษาดวงอาทิตย์ ด้วยรังสี UV ในอวกาศ เพราะรังสีชนิดนี้มักถูกบรรยากาศโลกดูดกลืนหมด ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์บนโลก จึงไม่สามารถรับรังสี UV ได้ ในการศึกษานี้ Tousey ได้ใช้จรวด V-2 ของเยอรมัน และได้ติดตั้งอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ในจรวด แล้วยิงขึ้นเหนือชั้นบรรยากาศของโลก เพื่อศึกษา spectrum ของแสงจากดวงอาทิตย์ และได้พบปรากฏการณ์ Coronal Mass Ejection (CME) เป็นเปลวสุริยะที่ประกอบด้วยพลาสมาร้อนพุ่งออกจากผิวดวงอาทิตย์ เมื่อมีการระเบิดรุนแรง แต่แทนที่เปลวจะวกตกลงบนผิวอีก มวลส่วนนี้ได้หลุดหนีออกไปจากดวงอาทิตย์สู่อวกาศ เหตุการณ์นี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประจักษ์ว่า ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์ที่มีเหตุการณ์รุนแรงเกิดขึ้นที่ผิวตลอดเวลา

Arthur Eddington กับการทดลองที่พิสูจน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ว่าถูกต้อง ภาพจาก medium.com
เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม ปี 1919 Arthur Eddington (1882-1944) ได้ใช้ปรากฏการณ์สุริยุปราคาเต็มดวง ในการพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่นำเสนอโดย Albert Einstein โดย Eddington ได้เดินทางไปสังเกตปรากฏการณ์ที่เกาะ Principe ซึ่งตั้งอยู่ ณ ฝั่งด้านตะวันตกของทวีปแอฟริกา เพื่อสังเกตดูตำแหน่งของดาวฤกษ์ที่อยู่เบื้องหลังดวงอาทิตย์ และพบว่า แสงจากดาวฤกษ์ดวงนั้น ขณะผ่านใกล้ขอบของดวงอาทิตย์ จะเดินทางเป็นเส้นโค้ง ทำให้เกิดมุมเบี่ยงเบนที่ให้ค่าสอดคล้องกับผลการคำนวณของ Einstein ทุกประการ

ในปี 1967 Raymond Davis, Jr. (1914–2006) ซึ่งเป็นนักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ได้ใช้ถังขนาดใหญ่บรรจุสารละลาย perchloroethylene (C_2Cl_4) มวล 615 ตัน พร้อม sensor โดยได้ติดตั้งอยู่ใต้ดินที่อยู่ลึก 1.5 กิโลเมตร ในเหมืองทองชื่อ Homestake ที่รัฐ South Dakota ในสหรัฐอเมริกา เพื่อตรวจจับอนุภาคนิวทริโนที่มาจากปฏิกิริยาฟิวชัน (fusion) ในดวงอาทิตย์ เพราะเวลาอนุภาคนิวทริโนพุ่งมาปะทะนิวเคลียสของคลอรีน (Cl) ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยนคลอรีนไปเป็นนิวเคลียสของอาร์กอน (Ar) และอิเล็กตรอนซึ่งจะเปล่งแสงให้ sensor ตรวจจับได้

ผลการทดลองนี้ แสดงให้เห็นว่า พลังงานที่ดาวฤกษ์ เช่น ดวงอาทิตย์เปล่งออกมา เป็นพลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบ fusion Davis ยังได้พบอีกว่า จำนวนนิวทริโนที่มาจากดวงอาทิตย์มีค่าน้อยกว่าจำนวนที่ทฤษฎีได้คำนวณไว้ ข้อมูลนี้ในเวลาต่อมาจึงแสดงให้เห็นว่า นิวทริโนสามารถเปลี่ยนชนิดของมันได้ (ปรากฏการณ์ neutrino oscillation)
Davis จึงได้ชื่อว่าเป็นผู้ให้กำเนิดวิชาดาราศาสตร์นิวทริโน (neutrino astronomy)

ดาวเทียม Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) ภาพจาก วิกิพีเดีย
ในปี 1995 NASA และ ESA ซึ่งเป็นองค์การอวกาศของสหรัฐอเมริกาและยุโรป ตามลำดับ ได้ร่วมกันส่งหอสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ (Solar and Heliospheric Observatory; SOHO) ขึ้นอวกาศ เพื่อศึกษาดวงอาทิตย์โดยเฉพาะ

ภาพแสดงตำแหน่งของจุด Lagrange ตำแหน่ง L1 ถึง L5 ของระบบโลกกับดวงอาทิตย์ ภาพจาก NASA/WMAP Science Team
ถึงวันนี้ หลังจากที่เวลาผ่านไปกว่า 30 ปี ยานก็ยังทำงานอยู่ ณ ตำแหน่ง L1 (Lagrange point) ที่อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ที่ระยะห่างจากโลก 1.5 ล้านกิโลเมตร และโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ ทำให้สามารถติดตามและตรวจสอบสภาพความเป็นไปของดวงอาทิตย์ได้ตลอดเวลา โดยไม่ถูกโลกบดบัง ภารกิจที่สำคัญของ SOHO คือ ศึกษาโครงสร้างภายในและพื้นผิวของดวงอาทิตย์ บรรยากาศชั้น corona ลมสุริยะ เปลวสุริยะ และสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ ตลอดจน CME ที่จะมีผลกระทบร้ายแรงต่อมนุษย์

ภาพจุดมืดบนดวงอาทิตย์ที่มีขนาดใหญ่กว่าประเทศสหรัฐอเมริกาหลายเท่า โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Inouye ที่มีอุปกรณ์ Visible Tunable Filter (VTF) เป็นองค์ประกอบหลัก ภาพจาก VTF/KIS/NSF/NSO/AURA
เมื่อเดือนเมษายน ปี 2025 องค์การ NASA ได้เผยแพร่ภาพถ่ายจุดมืดบนดวงอาทิตย์ และภาพผิวของดวงอาทิตย์อย่างละเอียด ที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ชื่อ Daniel K. Inouye ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์บนโลก ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด และใช้ศึกษาดวงอาทิตย์เท่านั้น นักดาราศาสตร์จึงใช้กล้องโทรทรรศน์กล้องนี้ถ่ายภาพดวงอาทิตย์เป็นภาพสามมิติ ที่ให้รายละเอียดของภาพได้มากและชัดที่สุด โดยใช้อุปกรณ์ Visible Tunable Filter (VTF) ที่สามารถเลือกแสงทีละความยาวคลื่นในการถ่าย จึงสามารถเห็นรายละเอียดต่าง ๆ ที่ผิว ซึ่งมีขนาด 10 กิโลเมตรได้ จึงได้เห็นภาพของผิวดวงอาทิตย์ว่า มีสภาพเหมือนหม้อต้มซุปที่กำลังเดือด เพราะมีฟอง plasma เหลวผุดขึ้นที่ผิว และจมหายลงไปใต้ผิวอีกตลอดเวลา ส่วนจุดมืดบนดวงอาทิตย์นั้น ก็เลื่อนตำแหน่งไป-มาได้ โดยอิทธิพลของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่มีโครงสร้างซับซ้อน และเพื่อปกป้องความร้อนไม่ให้โผล่ขึ้นที่ผิว แสงตรงบริเวณจุดมืดจะมีความเข้มต่ำกว่าแสงจากบริเวณอื่น กระนั้นอุณหภูมิของจุดมืดก็ยังสูงกว่าอุณหภูมิของสถานที่ใด ๆ บนโลกทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงของผิวแสดงให้เห็นความหนาแน่นและอุณหภูมิของผิวว่า มีค่าไม่สม่ำเสมอตลอดเวลา

กล้องโทรทรรศน์ Daniel K. Inouye ที่ใช้ศึกษาดวงอาทิตย์โดยเฉพาะ ซึ่งอยู่ที่ยอดภูเขาไฟ Haleakala ที่ดับแล้ว บนเกาะ Hawaii ภาพจาก NSF/NSO/AURA
กล้องดูดาว Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) ตั้งอยู่ที่ยอดเขา Maui บนเกาะ Hawaii ซึ่งสูง 3,000 เมตร และอยู่บนภูเขาไฟ Haleakala ที่ดับแล้ว กล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ยาว 4 เมตร กล้องนี้เป็น 1 ใน 100 ของระบบเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมด ที่นักดาราศาสตร์ทั่วโลกใช้ศึกษาธรรมชาติของดวงอาทิตย์ และเครือข่ายนี้ยังมีกล้อง Parker Solar Probe และกล้อง Solar Orbiter ด้วย

เมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์ ปี 2025 ที่ผ่านมานี้ NASA ได้นำภาพถ่ายจุดมืดบนดวงอาทิตย์ที่ถ่ายโดยกล้อง DKIST ออกแสดง ซึ่งจุดมืดมีขนาดกว้างใหญ่มากกว่าขนาดของสหรัฐอเมริกาทั้งประเทศหลายเท่า รายละเอียกของภาพแสดงให้เห็นความรุนแรงของสนามแม่เหล็กที่ผิวดวงอาทิตย์ ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นบนโลกได้ว่า ได้รับความกระทบกระเทือนเช่นไร เช่นว่าระบบการสื่อสารคมนาคมไม่ทำงานเพราะเหตุใด ส่วนดาวเทียมก็จะมีวงโคจรลดระดับต่ำลง เพราะบรรยากาศของโลกที่ได้รับลมสุริยะมีอุณหภูมิสูงขึ้นจึงขยายตัว ทำให้ความหนาแน่นของบรรยากาศจึงน้อยลง และมีผลทำให้ดาวเทียมลดระดับ จนได้รับแรงเสียดสีกับบรรยากาศ และลุกไหม้

การศึกษาดวงอาทิตย์ จะช่วยให้เราเข้าใจว่า ดวงอาทิตย์สร้างสนามแม่เหล็กในตัวมันเอง (Solar Dynamics) ได้อย่างไร เห็นการเคลื่อนที่ของ plasma ร้อนบนดวงอาทิตย์ที่จะช่วยให้เราสามารถสร้างดวงอาทิตย์เทียมบนโลกได้ อีกทั้งยังช่วยให้เราอธิบายได้ว่า บรรยากาศในชั้น corona ของดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิ (10^6 °C) สูงกว่าอุณหภูมิ (5,800 °C) ที่ผิวของดวงอาทิตย์ได้อย่างไร อธิบายสาเหตุการเกิดวัฏจักรจุดมืด 11 ปี อธิบายว่าพลังงานแม่เหล็กขับเคลื่อน CME และเปลวสุริยะได้อย่างไร และทุกคนก็หวังว่ายาน Parker Solar Probe พบกลไกที่ใช้ในการเร่งลมสุริยะให้มีความเร็วจาก 10 กิโลเมตร/วินาที ที่ผิวจนเป็น 400 กิโลเมตร/วินาที ที่ระยะสูง 20 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ได้ด้วย ก่อนจะถูกดวงอาทิตย์เผาจนไหม้ในที่สุด


อ่านเพิ่มเติมจาก Solar Dynamics Observatory (SDO)". Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics. Retrieved 31 May 2024.


ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์
ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ,นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน,ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์

+++++++++++++++++++++++++++++++++

แนะนำ E-book “100 นักฟิสิกส์พลิกโลก” เขียนโดย ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน


อัจฉริยะ คือ บุคคลคุณภาพที่ทุกสังคมในโลกต้องการจะผลิตและมี เพราะบุคลากรที่มีความสามารถระดับพิเศษเหล่านี้ มีความสำคัญมากในการพลิกและเปลี่ยนโฉมหน้าของโลกไปสู่ความเจริญที่ยั่งยืน ทั้งในด้านความคิด วิธีคิด และการเนรมิตความสะดวกสบายต่าง ๆ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีที่จะช่วยมนุษย์ในการต่อสู้ภัยพิบัติ และอนุรักษ์สภาพแวดล้อมให้ยืนยงในโลกที่มีความซับซ้อนและความแปรปรวนสูง

การเรียนรู้ประวัติความเป็นมาของนักวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะนักฟิสิกส์ นอกจากจะช่วยให้นักเรียน นิสิต ครูอาจารย์ และคนทั่วไป ได้เข้าใจความสำคัญของผลงานที่นักฟิสิกส์อัจฉริยะสร้างสรรค์แล้ว การเรียนรู้ประวัติยังช่วยผู้อ่านในการสร้างแรงบันดาลใจ ซึ่งจะกระตุ้นให้มีความมุ่งมั่นจะฟันฝ่าอุปสรรคและข้อจำกัดต่าง ๆ บนเส้นทางชีวิตที่จะนำตนไปสู่ความสำเร็จ อันจะทำให้เกิดความภาคภูมิใจในความสามารถของตนเอง ครูอาจารย์ผู้สั่งสอนและบ่มเพาะความสามารถ ตลอดจนบิดามารดาผู้ให้กำเนิด และประเทศชาติที่ตนเป็นสมาชิกคนหนึ่ง ได้รู้สึกชื่นชมด้วย

ติดต่อผู้เขียนได้ที่ [email protected]