ดวงอาทิตย์ SUN
ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดและเป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ
โดยมีระห่างจากโลกประมาณ 149.60 ล้านกิโลเมตร
หรือระยะที่เรารู้จักกันในทางดาราศาสตร์ว่า 1 หน่วยดาราศาสตร์ พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์เกื้อกูลต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก
และความสัมพันธ์ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ยังทำให้เกิดฤดูกาล
กระแสน้ำในมหาสมุทรตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ
ดวงอาทิตย์มีมวลมหาศาลเมื่อเทียบกับโลก (มากกว่าโลกถึง 333,400 เท่า)
อิทธิพลแรงโน้มถ่วงที่ดึงดูดฝุ่นเข้าด้วยกัน
ผลที่ได้ก็คือแรงกดดันและอุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นที่แกนกลางประมาณ 15
ล้านองศาเซลเซียส เพียงพอที่จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่แกนกลาง (Nuclear
Fusion) ซึ่งหลอมไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลียมและปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างมหาศาล
แผ่พลังงานความร้อนออกจากแกน
จากนั้นเข้าสู่กระบวนการพาความร้อนไปสู่พื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่าชั้นโฟโตสเฟียร์
มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียส เป็นต้นกำเนิดของแสงอาทิต์ที่เราเห็นบนโลก
ในชั้นนี้ยังมีปรากฏการณ์อื่นๆ เช่นการพุ่งของเปลวสุริยะ (Prominences) การลุกจ้า (Flare) และการเกิดจุดบนดวงอาทิตย์ (Sunspots)
ซึ่งสัมพัทธ์กับการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์
ถัดไปเป็นชั้นโครโมสเฟียร์ มีอุณหภูมิประมาณ 10,000 องศาเซลเซียส
บรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์แผ่ออกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร เรียกว่า โคโรนา
มีอุณหภูมิสูงถึง 2 ล้านองศาเซลเซียส
ข้อมูลของดวงอาทิตย์
ชนิดสเปกตรัม : G2V
อายุ : 4,600 ล้านปี
อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเองที่เส้นศูนย์สูตร : 26.8 วัน
อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเองที่ขั้ว : 36 วัน
รัศมี :
695,500 กิโลเมตร
มวล : 1.989 x 10 ยกกำลัง 3 กิโลกรัม
ความหนาแน่น : 1.409 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
องค์ประกอบ : ไฮโดรเจน 92.1% ฮีเลียม 7.8% และธาตุอื่นๆอีก 0.1%
อุณหภูมิพื้นผิว (โฟโตสเฟียร์) : 5,500 องศาเซลเซียส
โครงสร้างของดวงอาทิตย์
1.แกนกลาง (Core) มีอุณหภูมิประมาณ 15 ล้านองศาเซลเซียส
เป็นแหล่งกำเนิดของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน
2.เขตการแผ่รังสีความร้อน (Radioactive
Zone) พลังงานความร้อนจากแกนกลางถูกถ่ายทอดออกสู่ส่วนนอกโดยการแผ่รังสีความหนาประมาณ
380,000 กิโลเมตร
3.เขตการพาความร้อน (Convection
Zone) เป็นบริเวณที่แก๊สร้อนถูกพาขึ้นไปสู่ผิวดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องมีความหนาประมาณ
140,000 กิโลเมตร
บรรยากาศของดวงอาทิตย์
1.โฟโตสเฟียร์ (Photosphere) เป็นบรรยากาศชั้นในสุดของดวงอาทิตย์
ประกอบด้วยแก๊สร้อนซึ่งเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา สามารถมองเห็นได้ในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น
2.โครโมสเฟียร์ (Chromosphere)
เป็นบรรยากาศที่อยู่ระหว่างชั้นโฟโตสเฟียร์และโคโรนามีอุณหภูมิประมาณ
10,000องศาเซลเซียส
3.โคโรนา (Corona) เป็นบรรยากาศนอกสุดของดวงอาทิตย์ที่แผ่กว้างออกไปทั่วทั้งระบบสุริยะ
ประกอบด้วยอิเล็กตรอนและอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าต่างๆ มีอุณภูมิสูงถึง 2
ล้านองศาเซลเซียส เราสามารถมองเห็นส่วนนี้ได้ในช่วงเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง
สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์
สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์มีลักษณะเป็นเส้นโค้งพุ่งออกมาจากพื้นผิวและมีการแปลงอยู่ตลอดเวลา
สนามแม่เหล็กนี้เกิดขึ้นที่ชั้นแทโคไคลน์
ซึ่งเป็นแนวเสียดสีระหว่างเขตการแผ่รังสีลัเขตการพาความร้อนด้วยเหตุนี้การหมุนรอบดวงอาทิตย์ชั้นนอกบริเวณเส้นศูนย์สูตร
(ประมาณ26 วัน) เร็วกว่าที่เป็นขั้ว (ประมาณ 36 วัน)
เส้นแรงแม่เหล็กจึงถูกบิดในแนวขวาง พลาสมาที่หมุนวงและไหลเวียนทำให้เส้นแรงแม่เหล็กถูกดึงและบิดมากขึ้นจนเกิดพลังงานสะสมและลอยขึ้นจากพื้นผิวตามแนวเส้นแรงแม่เหล็ก
การลุกจ้าบนดวงอาทิตย์
(Solar
Flare)
การลุกจ้าบนดวงอาทิตย์เป็นการระเบิดรุนแรงบนชั้นโครโมสเฟียร์
เกิดขึ้นบริเวณที่มีจุดบนดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นบริเวณที่เป็นขั้วของสนามแม่เหล็กแบบคู่ขั้ว
การลุกจ้าที่ดวงอาทิตย์จะให้พลังงานสูงมาก (ประมาณว่าเท่ากับระเบิดไฮโดรเจนขนาด
100 เมกกะตัน จำนวน 1 ล้านลูกรวมกัน)
และมีอุณหภูมิของการประทุสูงหลายล้านองศาเซลเซียส
และส่งอนุภาคประจุไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงกว่าปกติออกมาอย่างมาก เกิดเป็นลมสุริยะที่มีกำลังแรงผิดปกติจนสามารถเรียกได้ว่า
เป็นพายุสุริยะ
จุดบนดวงอาทิตย์
(Sunspot)
จุดบนดวงอาทิตย์เกิดขึ้นที่บริเวณพื้นผิวของดวงอาทิตย์หรือที่ชั้นบรรยากาศโฟโตสเฟียร์
ซึ่งพื้นผิวบริเวณนั้นของดวงอาทิตย์ที่มีความเข้มของสนามแม่เหล็กสูงมากทำให้การเคลื่อนที่ของแก๊สถูดจำกัด
เป็นผลให้บริเวณนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณรอบข้างที่สว่างจ้ากว่าขนาดของจุดจำนวนจุดบนดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงตลอดเวลามีจำนวนตั้งแต่
1-200จุด เกิดเป็นครั้งคราว และปรากฏตัวเป็นกลุ่ม(เรียกว่าSunspot Group
หรือActive Region) จุดบนดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ตามที่ดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง
ทำให้เราทราบว่าดวงอาทิตย์หมุนรอบหนึ่งทุกๆ 27
วัน
อุณหภูมิบนพื้นผิวในบริเวณที่เกิดจุดบนดวงอาทิตย์จะลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิพื้นผิวบริเวณอื่น
ซึ่งศูนย์กลางของจุดบนดวงอาทิตย์จะประมาณ 4,000 องศาเซลเซียส
จำนวนจุดบนดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง
ซึ่งวัฏจักรของจุดบนดวงอาทิตย์มีคาบเฉลี่ยประมาณ 11 ปี (Sunspot Cycle หรือ Solar Cycle)
การปลดปล่อยมวลของดวงอาทิตย์
(Coronal
Mass Ejection : CME)
การปลดปล่อยมวลจากดวงอาทิตย์
ในแต่ละวันดวงอาทิตย์สูญเสียมวลอยู่ตลอดเวลาซึ่งดวงอาทิตย์ได้มีการปลดปล่อยมวลอออกมาในรูปแบบของอนุภาคประจุไฟฟ้าพลังงานสูงและอนุภาคเหล่านี้จะมีความเร็วสูงนับพันกิโลเมตรต่อวินาที
ปรากฏการณ์ปลดปล่อยมวลจากดวงอาทิตย์นี้มักจะเกิดร่วมกับการลุกจ้าหรือพวยแก๊สบนดวงอาทิตย์
ซึ่งการปลดปล่อยมวลจากดวงอาทิตย์บางครั้งก็เกิดขึ้นเรื่อยๆ โดยไม่เกิดการลุกจ้าบนดวงอาทิตย์หรือพวยแก๊สขึ้นเลยก็ได้
สำหรับสาเหตุของการปลดปล่อยมวลของดวงอาทิตย์นั้น
ยังไม่ทราบสาเหตุที่แน่ชัดในการเกิด
ดวงอาทิตย์ในช่วงความยาวคลื่นที่มองไม่เห็น
เนื่องจากดวงอาทิตย์มีการปลดปล่อยพลังงานออกมาหลายรูปแบบ
ร่วมถึงการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความยาคลื่นอื่นๆ เช่น คลื่นวิทยุ
คลื่นไมโครเวฟ คลื่นอินฟาเรด รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา
เป็นต้น
ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงได้พัฒนาเครื่องมือเพื่อศึกษาดวงอาทิตย์ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ
เพื่อไขข้อขัดข้องใจของมนุษย์
วัฏจักรสุริยะ
(Solar
Cycle)
วัฏจักรสุริยะ
เกิดจากการที่จุดบนดวงอาทิตย์มีจำนวนที่ไม่แน่นอน
โดยความแปรผันของจำนวนจุดบนดวงอาทิตย์นี้จะมีลักษณะเป็นคาบที่ค่อนข้างสม่ำเสมอโดยจะอยู่ในช่วงระยะเวลาประมาณ
8-16 ปี และมีค่าเฉลี่ยประมาณ 11 ปีถ้านำจำนวนจุดต่อเวลามาทำเป็นแผนภูมิ
โดยให้จำนวนจุดเป็นแกนตั้งและเวลาเป็นแกนนอน
จะได้รูปกราฟเป็นรูปคล้ายยคลื่นที่ต่อกันเป็นช่วงๆ
โดยจุดต่ำสุดในแต่ละช่วงจะเป็นช่วงที่มีจุดบนดวงอาทิตย์ต่ำที่สุด หรือ Solar Minimum
และมี Solae Activity สูงที่สุดด้วย
และยิ่งถ้าคำนึงถึงตำแหน่งที่จุดบนดวงอาทิตย์ที่ปรากฏบนดวงอาทิตย์ด้วย
และนำมาเป็นแผนภูมิจะพบว่าแผนภูมิที่จะได้เป็นรูปคล้ายผีเสื้อ เรียกว่า
แผนภูมิผีเสื้อ (Butterfly Diagram) จากแผนภูมิที่ได้เป็นที่น่าสังเกตว่าจุดบนดวงอาทิตย์จะเกิดบริเวณ
35 องศา จากเส้นศูนย์สูตรเป็นส่วนใหญ่และจะค่อยๆ เคลื่อนเข้าสู่เส้นศูนย์สูตร
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโซโฮ
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโซโฮ (The Solar and
Heliospheric Observatory : SOHO) อยู่ในความรับผิดชอบโดยองค์กรนาซา
(NASA) และองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ถูกส่งขึ้นไปเมื่อวันที่
2 ธันวาคม พ.ศ.2538 ตัวกล้องมีขนาด (ความสูง x ความกว้าง x
ความยาว)4.3 x 2.7 x 3.7
เมตร มีมวลเมื่อปล่อย 1,850 กิโลกรัม
มีพันธกิจหลักคือทำหน้าที่สำรวจศึกษาโครงสร้างภายในดวงอาทิตย์ด้วยการวิเคราะห์สเปคโตรมิเตอร์ของโคโรนา
(CDS) และโคจรไปอย่างช้าๆ
รอบดวงอาทิตย์และส่งข้อมูลมายังศูนย์ควบคุมภาคพื้นดิน
กล้องโทรทรรศน์อวกาศสเตริโอ
กล้องโทรทรรศน์อวกาศสเตริโอ (Solar
TErrertial Relations Observatory: STEREO) อยู่ในความรับผิดชอบขององค์กรบริหารการบินสหรัฐอเมริกา
(นาซา) ถูกส่งขึ้นไปเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม พ.ศ.2549 เป็นกล้องที่มีคุณสมบัติพิเศษ
คือ มีการทำงานร่วมกันสองตัวโดยจะโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ด้านหน้าและหลัง
พันธกิจหลักเป็นการศึกษาและจับตามองโครงสร้างและปรากฏการณ์ที่เกิดภายในดวงอาทิตย์
เช่น การปลดปล่อยมวลของดวงอาทิตย์เป็นผลให้เกิดพายุสุริยะ
นอกจากนี้ผลดีของการทำงานร่วมกันของกล้องทำให้มนุษย์สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้
360 องศา โดยกล้องทั้งสองจะเก็บรวบรวมข้อมูลภาพในมุมที่ต่างกันเมื่อโคจรมาอยู่ในตำแหน่งตรงข้ามกันก็จะส่งข้อมูลมายังพื้นโลก
นักวิทยาศาสตร์ได้เอาข้อมูลภาพมาต่อกันเกิดเป็นภาพดวงอาทิตย์ 3 มิติ คือ
สามารถมองเห็นภาพดวงอาทิตย์ได้ทุกมุม
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโซลาร์ไดนามิกส์
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโซลาร์ไดนามิกส์ (Solar
Dynamics Observatory : SDO) ถูกส่งขึ้นไปเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์
พ.ศ.2553
โดยพันธกิจหลักของกล้องโทรทรรศน์ตัวนี้คือทำหน้าที่สำรวจลึกเข้าไปในดวงอาทิตย์
ที่สำคัญคือการเฝ้าสังเกตการณ์พายุสุริยะ และบันทึกข้อมูลพฤติกรรมของดวงอาทิตย์
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโซลาร์ไดนามิกส์เป็นยานสำรวจดวงอาทิตย์ลำใหม่ล่าสุด
ที่มีความทันสมัยและเทคโนโลยีล้ำหน้ามากที่สุดในประวัติศาสตร์การสำรวจจดวงอาทิตย์ขององค์กรนาซา
ยานลำดังกล่าวเพิ่งจะถูกปล่อยออกสู่ห้วงอวกาศจากแหลมคาร์นาเวรัล
มลรัฐฟลอริด้าโดยมีภารกิจในการสำรวจดวงอาทิตย์เป็นเวลา 5 ปี
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโซลาร์ไดนามิกส์ลำดังกล่าวจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกระบวนการต่างๆ
ที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะการศึกษาสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์
และบทบาทของดวงอาทิตย์ที่มีต่อสภาพภูมิอากาศบนโลกมนุษย์แล้ว ทางนาซายังตั้งความหวังไว้ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศโซลาร์ไดนามิกส์จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาผลกระทบของเพลิงสุริยะว่าจะสร้างความเสียหายให้กับระบบดาวเทียมสื่อสารและอุปกรณ์ไฟฟ้าบนโลกอย่างไรบ้าง
เพื่อจะได้เตรียมหามาตรการป้องกันก่อนที่จะเกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวงในอนาคต
สถานีตรวจวัดนิวตรอน
เป็นสถานีที่สามารถศึกษาเกี่ยวกับการวัดรังสีคอสมิก
เมื่อเกิดพายุสุริยะ รังสีคอสมิกมาจาก 2 แหล่ง
คือมาจากภายในระบบสุริยะโดยส่วนใหญ่เป็นอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์เมื่อเกิดพายุสุริยะ
และมาจากนอกระบบสุริยะ ที่มาจากทุกทิศทางทั้งในและนอกกาแลกซีของเรา
ส่วนใหญ่เกิดจากซูเปอร์โนวา เมื่อรังสีคอสมิกมาชนบรรยากาศของโลก
จะมีอนุภาคย่อยประเภทต่างๆ ลงมาจนถึงโลก
ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงคิดทฤษฎีวิธีที่จะทราบข้อมูลล่วงหน้าได้ถึง 4-12 ชั่วโมง
โดยการใช้รังสีคอสมิก คือ เกี่ยวกับจำนวนรังสีที่มาจากทิศทางต่างๆ เมื่อเกิดพายุสุริยะจะมีคลื่นกระแทกออกมา
เครื่องวัดสามารถวัดจำนวนรังสีที่มาจากทุกทิศที่ออกจากดวงอาทิตย์ได้
จึงสามารถคาดการณ์ว่าพายุสุริยะจะมาถึงโลกเมื่อใด
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น