ภาพใหม่ที่น่าตื่นตาตื่นใจจากอวกาศ ยานสำรวจสุริยะ Solar Orbiter ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) เผยให้เห็นมุมมองระยะใกล้ครั้งแรกของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์บริเวณใกล้ขั้วใต้ การค้นพบนี้ชี้ว่าสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์กำลังเคลื่อนที่เข้าสู่ขั้วเร็วกว่าที่แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ไว้มาก ซึ่งเป็นการเติมเต็มชิ้นส่วนสำคัญที่ขาดหายไปในความเข้าใจวงจรแม่เหล็กของดาวฤกษ์ดวงนี้
ไขความลับวงจร 11 ปีของดวงอาทิตย์
วงจรแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ดำเนินไปในรอบประมาณ 11 ปี ในช่วงเวลานี้ สนามแม่เหล็กจะบิดตัว พลิกกลับขั้ว และสร้างใหม่ ซึ่งเป็นกลไกที่ขับเคลื่อนปรากฏการณ์ต่าง ๆ ตั้งแต่จุดดับบนดวงอาทิตย์ (Sunspots) การปะทุของดวงอาทิตย์ (Solar flares) ไปจนถึงพายุสุริยะ (Solar storms) ขนาดใหญ่ที่ส่งผลกระทบต่อโลก
หัวใจสำคัญของวงจรนี้คือ “สายพานลำเลียงแม่เหล็ก” (Magnetic conveyor belt) ที่เคลื่อนที่ช้า ๆ ของกระแสพลาสมา โดยทำหน้าที่พาเส้นสนามแม่เหล็กจากบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้วใกล้พื้นผิว ก่อนจะไหลกลับสู่เส้นศูนย์สูตรที่อยู่ลึกเข้าไปภายในดวงอาทิตย์ แม้ว่ากระบวนการไหลเวียนทั่วโลกนี้จะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ไว้ แต่บริเวณขั้วซึ่งเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการกลับเป็นปริศนามานาน
มุมมองใหม่จากขั้วใต้
เนื่องจากมุมมองจากโลกนั้นทำให้การศึกษาขั้วของดวงอาทิตย์เป็นเรื่องที่แทบเป็นไปไม่ได้ ยานอวกาศส่วนใหญ่ในอดีตจึงโคจรใกล้ระนาบเส้นศูนย์สูตร ทำให้ขั้วยังคงไม่ได้รับการสำรวจอย่างละเอียด อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ได้เปลี่ยนไปในเดือนมีนาคม 2025 เมื่อยาน Solar Orbiter ได้เอียงวงโคจรของตนขึ้น 17 องศา ทำให้ทีมนักวิจัยสามารถมองตรงไปยังส่วนขอบทางใต้ของดวงอาทิตย์ได้เป็นครั้งแรก
ในการศึกษาใหม่นี้ ทีมงานได้วิเคราะห์ข้อมูลจากเครื่องมือหลักสองชนิดของยาน Solar Orbiter คือ Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) และ Extreme Ultraviolet Imager (EUI) ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อทำแผนที่การเคลื่อนที่ของพลาสมาและสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวสุริยะ
ภาพที่ได้แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างแม่เหล็กที่เคลื่อนที่เข้าสู่ขั้วอย่างรวดเร็ว โดยปรากฏเป็นส่วนโค้งเรืองแสงที่สดใสพาดผ่านบริเวณขั้ว ภาพนี้เป็นภาพประกอบจากการสังเกตการณ์ในเดือนมีนาคมเป็นเวลา 8 วัน ซึ่งเป็นช่วงที่ยานมีมุมมองที่ชัดเจนที่สุด
ผลการวิเคราะห์เผยให้เห็นว่า ซูเปอร์แกรนูล (Supergranules) ซึ่งเป็นฟองพลาสมาขนาดมหึมาที่กำลังปั่นป่วน แต่ละฟองมีขนาดใหญ่กว่าโลกถึง 2-3 เท่า กำลังกวาดพาสนามแม่เหล็กเข้าสู่ขั้วด้วยความเร็วสูงถึง 32 ถึง 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
ความเร็วนี้เกือบจะเทียบเท่ากับการไหลใกล้เส้นศูนย์สูตรและเร็วกว่าที่แบบจำลองทำนายไว้มาก นักวิจัยกล่าวว่าการเคลื่อนที่ที่รวดเร็วนี้แสดงให้เห็นว่า ซูเปอร์แกรนูลที่ขั้วทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ชนิดหนึ่ง ทำให้สามารถมองเห็นองค์ประกอบของการไหลเวียนทั่วโลกของดวงอาทิตย์ในรอบ 11 ปี บริเวณขั้วได้เป็นครั้งแรก
การค้นพบที่สำคัญนี้ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters ถือเป็นการประกาศยุคใหม่ในการสำรวจบริเวณขั้วของดวงอาทิตย์ โดยมอบข้อมูลที่รอคอยมานานเพื่อทำความเข้าใจกลไกที่ขับเคลื่อนวงจรสุริยะ และสนามแม่เหล็กที่กำหนดรูปร่างของระบบสุริยะทั้งหมด
การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเร็วและรูปแบบการไหลของสนามแม่เหล็กที่ขั้วจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้น เพื่อทำนายกิจกรรมของดวงอาทิตย์ รวมถึงพายุสุริยะ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยของเทคโนโลยีและโครงสร้างพื้นฐานบนโลกของเรา
ข้อมูลอ้างอิง: The Astrophysical Journal Letters
- ESA’s sun spacecraft captures 1st close-up of our star’s magnetic engine in motion
