วันพุธ, 25 มีนาคม 2558 00:05 by Physic05

พายุสุริยะ (solar storm)


"พายุสุริยะ" เกิดจากการปลดปล่อยพลังงานอย่างรุนแรงจากดวงอาทิตย์ โดยที่กระแสของอนุภาคพลังงานสูงที่มีทั้งอิเล็กตรอนและโปรตอน พัดมาจากดวงอาทิตย์ด้วยปริมาณและความเร็วสูงกว่าระดับปกติ

พายุสุริยะเกิดขึ้นได้อย่างไร?

สาเหตุการเกิดของพายุสุริยะจำแนกการเกิดได้เป็น 4 รูปแบบ ดังนี้

1. ลมสุริยะ

ลมสุริยะ (solar wind) เกิดจากการขยายตัวของโคโรนาของดวงอาทิตย์ที่มีพลังงานความร้อนที่สูงขึ้น เมื่อขยายตัวจนอนุภาคหลุดพ้นจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์และหนีออกจากดวงอาทิตย์ไปทุกทิศทาง จนครอบคลุมระบบสุริยะ โดยปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นบริเวณขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงอาทิตย์ ที่มีโพรงโคโรนาขนาดใหญ่ ซึ่งโพรงคอโรนาเป็นที่มีลมสุริยะความเร็วสูงและรุนแรงพัดออกมาจากดวงอาทิตย์ในบริเวณนั้น ในขณะที่ลมสุริยะที่เกิดขึ้นบริเวณแนวใกล้ศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์จะมีความเร็วต่ำ ลมสุริยะที่เกิดขึ้นจากการขยายตัวของโคโรนาในแนวศูนย์สูตรดวงอาทิตย์นี้มีความเร็วเริ่มโดยเฉลี่ยประมาณ 450 กิโลเมตรต่อวินาที หลังจากนั้นจะเร่งความเร็วจนถึงราว 800 กิโลเมตรต่อวินาที เมื่ออนุภาคมีปริมาณและความเร็วรุนแรงกว่าปกติหลายเท่า จะกลายเป็นพายุสุริยะ

2. เปลวสุริยะ

เปลวสุริยะ (solar flare) เกิดจากการระเบิดอย่างรุนแรงที่เกิดขึ้นที่ชั้นโครโมสเฟียร์ และมักเกิดขึ้นเหนือรอยต่อระหว่างขั้วของสนามแม่เหล็ก เช่นบริเวณกึ่งกลางของจุดดำแบบคู่หรือท่ามกลางกระจุกของจุดดำที่มีสนามแม่เหล็กปั่นป่วนซับซ้อน  ซึ่งปล่อยพลังงานในรูปของแสงและคลื่นแม่เหล็ก ไฟฟ้าแบบต่างๆออกมาอย่างรุนแรง

3. การปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนา

 

การปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนา (Coronal mass ejection, CME) นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเกิดขึ้นอย่างไร แต่พบว่ามันมักเกิดขึ้นจากปรากฏการณ์อื่นที่เกิดขึ้นระดับโคโรนาชั้นล่าง บ่อยครั้งที่พบว่าเกิดขึ้นร่วมกับเปลวสุริยะและโพรมิเนนซ์ แต่บางครั้งก็อาจเกิดขึ้นโดยไม่มีปรากฏการณ์สองอย่างนี้เลย นอกจากนี้ความถี่ในการเกิดยังแปรผันตามวัฏจักรของดวงอาทิตย์อีกด้วย ในช่วงใกล้เคียงกับช่วงต่ำสุดของดวงอาทิตย์อาจเกิดประมาณสัปดาห์ละครั้ง หากเป็นช่วงใกล้กับจุดสูงสุดของดวงอาทิตย์ ก็อาจเกิดขึ้นบ่อยถึงประมาณสองหรือสามครั้งต่อวัน

4. อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์

อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ (Geomagnetic storm) อาจเกิดขึ้นได้ 2 แบบ แบบแรกเกิดพร้อมกับเปลวสุริยะส่วนอีกแบบหนึ่งเกิดจากการที่การปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนาความเร็วสูงพุ่งแหวกไปในกระแสลมสุริยะทำให้เกิดคลื่นกระแทก โดยอนุภาคสุริยะพลังงานสูงจะเกิดขึ้นในบริเวณคลื่นกระแทกนี้

พายุสุริยะมีผลกระทบต่อโลกอย่างไร?

การศึกษาพายุสุริยะทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า พายุสุริยะเป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์หนึ่งที่น่าสะพรึงกลัวยิ่ง เนื่องจากที่เกิดจากการที่ผิวดวงอาทิตย์ระเบิดขึ้นมา เรียกว่า "การระเบิดลุกจ้า" หรือเปลวสุริยะ (solar flare)เพราะเมื่อรู้ว่าเปลวซึ่งทำให้อนุภาคประจุไฟฟ้าพุ่งออกมาจำนวนมหาศาล ประจุไฟฟ้าที่พุ่งออกมานี้ปกติจะไม่ส่งผลโดยตรงต่อโลกและสิ่งมีชีวิตบนโลก มีเพียงนักบินอวกาศที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่ในอวกาศเท่านั้นที่อาจได้รับอันตราย ร่างกายของนักบินอวกาศคนนั้นก็จะได้รับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าและรังสีต่างๆ มากเกินปกติทั้งจากพายุสุริยะและรังสีจากดวงอาทิตย์ จะรบกวนระบบการสื่อสารมีผลทำให้การสื่อสารระยะไกลเป็นอัมพาต ทำให้เครื่องบินไม่สามารถติดต่อกับหอบังคับการได้ โทรศัพท์มือถือใช้งานไม่ได้รวมไปถึงดาวเทียมเสียหาย นอกจากนี้พายุอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอาจพุ่งชนดาวเทียมที่กำลังโคจรอยู่รอบโลกจนทำให้ดาวเทียมหลุดกระเด็นออกจากวงโคจรได้ และถ้าอนุภาคเหล่านี้พุ่งชนสายไฟฟ้าบนโลก ไฟฟ้าในเมืองทั้งเมืองก็อาจจะดับ ดังเช่น เหตุการณ์ไฟฟ้าดับที่เมืองควิเบก ในประเทศแคนาดาเป็นเวลานาน 9 ชั่วโมง เมื่อเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2532 เพราะโลกถูกพายุสุริยะจากดวงอาทิตย์พัดกระหน่ำอย่างรุนแรง

ในอดีต พายุสุริยะเคยสำแดงฤทธิ์เดชให้เห็นแล้วหลายครั้ง เช่น ใน ค.ศ. 2402 พายุสุริยะทำให้สายโทรเลขลัดวงจรจนทำให้เกิดเพลิงไหม้หลายแห่งในยุโรปและอเมริกา ส่วนใน พ.ศ. 2532 พายุสุริยะก็เคยทำให้หม้อแปลงของไฟฟ้าระเบิดจนทำให้ไฟดับทั่วทั้งจังหวัด ควิเบกของแคนาดาเป็นเวลานาน 9 ชั่วโมง เพราะโลกถูกพายุสุริยะจากดวงอาทิตย์พัดกระหน่ำอย่างรุนแรง  นอกจากนี้ดาวเทียมและยานอวกาศที่อยู่ในอวกาศก็อาจเสียหายจากพายุสุริยะได้ ในอดีตเคยมีดาวเทียมหลายดวงเสียหายจากเหตุการณ์นี้มาแล้ว เนื่องจากปัจจุบันชีวิตประจำวันของผู้คนต้องพึ่งพาเทคโนโลยีอวกาศมาก ทั้งโทรศัพท์ โทรทัศน์ การกระจายเสียงวิทยุ ระบบบอกพิกัด ฯลฯ ดังนั้นหากมีพายุสุริยะมาทำให้ดาวเทียมเหล่านี้เสียหายไป ก็ย่อมส่งผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของผู้คนอย่างแน่นอน

การทำนายความรุนแรงของพายุสุริยะสามารถทำได้โดยตรวจสอบจุดมืดดวงอาทิตย์ เนื่องจากจุดดำเกิดจากความแปรปรวนของสนามแม่เหล็ก เมื่อมีจุดมืดมากขึ้นก็จะส่งผลให้อนุภาคกระแสไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้เกิดความรุนแรงเพิ่มมากขึ้น ดังนั้น จึงสามารถสรุปได้ว่า ผลกระทบของพายุสุริยะจะรุนแรงอย่างไร และเช่นไร ขึ้นกับ 3 เหตุการณ์ต่อไปนี้ คือ

เหตุการณ์แรก จุดดับบนดวงอาทิตย์ (Sunspot) ซึ่งเป็นบริเวณผิวดวงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณส่วนอื่น และเป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์สามารถทะลุออกจากดวงอาทิตย์ออกมาสู่อวกาศภายนอกได้ ดังนั้น เมื่อเกิดการระเบิดที่ผิวดวงอาทิตย์ในบริเวณนี้ กระแสอนุภาคจะถูกผลักดันออกมาตามแนวเส้นแรงแม่เหล็กนี้มาสู่โลก และเมื่อกระแสอนุภาคจากจุดดับพุ่งชนบรรยากาศเบื้องบนของโลก มันจะปะทะอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก (Ionosphere) การชนกันเช่นนี้จะทำให้เกิดกระแสประจุซึ่งมีอิทธิพลมากมายต่อการสื่อสารทางวิทยุ

เหตุการณ์สอง ที่มีอิทธิพลทำให้สภาวะของอวกาศระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ปรวนแปร ในกรณีมีพายุสุริยะที่รุนแรงคือ ชั้นบรรยากาศ ของโลกอาจจะได้รับรังสีเอกซ์มากกว่าปกติถึง 1,000 เท่า รังสีเอกซ์นี้ จะทำให้อิเล็กตรอนที่กำลังโคจรอยู่รอบอะตอมกระเด็นหลุดออกจากอะตอม และถ้าอิเล็กตรอนเหล่านี้ชนยานอวกาศ ยานอวกาศก็จะมีความต่างศักย์ไฟฟ้าสูง ซึ่งจะทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในยานเสีย และนั่นก็หมายถึงจุดจบของนักบินอวกาศ

เหตุการณ์สาม ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นเหตุการณ์ที่รุนแรงที่สุด เกิดขึ้นเมื่อกลุ่มก๊าซร้อนหลุดลอยมาถึงโลก และเมื่อมันพุ่งมาถึงโลก สนามแม่เหล็กในก๊าซร้อนนั้นจะบิดเบนสนามแม่เหล็กโลก ทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในชั้นบรรยากาศของโลกอย่างมากมาย กระแสไฟฟ้านี้ จะทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น มันจึงขยายตัว ทำให้ยานอวกาศที่เคยโคจรอยู่เหนือบรรยากาศ ต้องเผชิญแรงต้านของอากาศ ซึ่งจะมีผลทำให้ยานมีความเร็วลดลงแล้วตกลงสู่วงโคจรระดับต่ำ และตกลงโลกเร็วกว่ากำหนด

นอกจากนี้ ข้อมูลจากองค์การนาซ่าแห่งสหรัฐอเมริกา ยังระบุว่าทุกๆ 11 ปี ขั้วแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะกลับหัวกลับหางจากเหนือเป็นใต้ เป็นเหตุให้ "จุดดับ" บนผิวดวงอาทิตย์ออกฤทธิ์เปล่งพลังงานมหาศาลออกมาในอวกาศในลักษณะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก่อให้เกิดรังสีต่างๆได้แก่ รังสีแกมม่า และรังสีเอ็กเรย์ ซึ่งมีผลต่อโลกในสามระดับ กล่าวคือ

1. ระดับรุนแรงที่สุด (X-Class) ทำให้คลื่นวิทยุสื่อสารล้มเหลวทั้งโลกเป็นเวลานาน อุปกรณ์ต่างๆที่ต้องใช้การติดต่อผ่านดาวเทียมและระบบคอมพิวเตอร์จะเข้าสู่ภาวะ  Blackout เรียกง่ายๆว่าระบบอิเล็กโทรนิคทั้งหลายเป็นใบ้สิ้นเชิง เราๆท่านๆที่ฝากวิถีชีวิตไว้กับโลก "ออนไลน์" คงต้องทำใจกลับไปสู่ยุคไปรษณีย์จดหมายธรรมดา นักบินมือหนึ่งที่เคยชินกับการนำร่องโดยระบบคอมพิวเตอร์และจีพีเอส ก็คงต้องหันกลับมาบังคับเครื่องแบบ "ตาดู หูฟัง" ท่านที่นิยมทำธุรกรรมออนไลน์คงต้องกลับมาสู่ระบบส่งดร๊าฟทางไปรษณีย์ และที่แน่ๆการประมูลโครงก่อสร้างระดับบิ๊กๆมหาโปรเจคหมื่นล้านที่กระทรวงการคลังคุยนักคุยหนาว่า "อี อ๊อกชั่น" คงต้องกลับมาใช้วิธียื่นซองเหมือนเดิม ส่วนบรรดาผู้มีรสนิยมไฮโซชอบเล่น 3G 4G และ Facebook คงต้องระงับความอยากไว้ชั่วคราว

2. ระดับปานกลาง (m-class) เป็นอาการเดียวกับข้อแรกแต่เกิดแบบชั่วคราว เราๆท่านๆที่เป็นนักออนไลน์ และฝากชีวิตไว้กับสื่ออีเล็กทรอนิกส์ ต้องยุติความทันสมัยชั่วคราวคงไม่ถึงกับลงแดง

3. ระดับอ่อน (c-class) ไม่มีผลอะไรเลย

link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations

Black Ribbon