บาคาร่า คลื่นพลาสม่าอันธพาลและลมสุริยะที่มีความเร็ว 100,000 ไมล์ต่อชั่วโมงต่อชั่วโมงโดย CHARLIE WOOD | เผยแพร่เมื่อวันที่ 5 ธันวาคม 2019 13:00 น ศาสตร์ภาพประกอบของโพรบใกล้ดวงอาทิตย์
Parker Solar Probe ของ NASA สุ่มตัวอย่างสภาพแวดล้อมสุริยะอย่างใกล้ชิด NASA/Johns Hopkins APL/สตีฟ กริบเบน
ท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว แต่มีเพียงหนึ่งเดียวที่อยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม แม้จะอยู่ใกล้เพียงใด ดวงอาทิตย์ก็ยังมีความลึกลับมากมายที่ไม่สามารถแก้ไขได้จากโลก รูปแบบแปลก ๆ ของแสงแดดในช่วงสุริยุปราคาชี้ให้เห็นว่าโคโรนาซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์นั้นร้อนกว่าพื้นผิวของมันหลายร้อยเท่าอย่างอธิบายไม่ถูก และในขณะที่นักวิจัยสามารถสัมผัสลมสุริยะ ซึ่งเป็นกระแสของอนุภาคที่มีประจุซึ่งเล็ดลอดออกมาจากดวงอาทิตย์ได้ ที่นี่บนโลก ข้อมูลอันมีค่าจำนวนมากถูกพัดพาไปเมื่อเราพัดมา การวัดจากบริเวณใกล้ดวงอาทิตย์เป็นวิธีที่ดีกว่าในการทำความเข้าใจลูกก๊าซยักษ์ที่กำลังลุกไหม้ของเรา
นั่นเป็นเหตุผลที่ Parker Solar Probe
ของ NASAใช้เวลาหนึ่งปีที่เคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น นักวิจัยได้ประกาศเมื่อวันพุธที่ผ่านมาในชุด สิ่งพิมพ์สี่ฉบับในNature ในขณะที่การเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดครั้งแรกของมนุษยชาติกับสภาพแวดล้อมของดาวฤกษ์ยังคงดำเนินต่อไป การสังเกตการณ์เพิ่มเติมจะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจได้ดีขึ้นว่าสภาพอากาศของดวงอาทิตย์ส่งผลต่อโลกอย่างไร ตลอดจนดาวฤกษ์ทุกดวงมีอายุและตายอย่างไร
Nicola Fox ผู้อำนวยการแผนก Heliophysics ของ NASA กล่าวในการแถลงข่าวเมื่อวันพุธว่า “เราต้องไปที่แหล่งที่มาอย่างถูกต้อง”
ในเดือนพฤศจิกายน 2018 และเมษายนของปีนี้ วงโคจรของ Parker สองดวงทำให้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นกว่ายานอวกาศใดๆ ที่เคยมีมา เมื่อดำน้ำไปทางดวงอาทิตย์และวนรอบด้านหลัง ยานสำรวจอยู่ห่างจากพื้นผิวดาวประมาณ 15 ล้านไมล์ ซึ่งใกล้กว่าระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับโลกประมาณหกเท่า ในส่วนที่สั้นที่สุดของการดำน้ำ หัววัดจะตรงกับความเร็วของการหมุนของดวงอาทิตย์ โดยจะลอยอยู่เหนือพื้นผิวของมัน “เราแค่นั่งทับมัน และปล่อยให้ดวงอาทิตย์ส่วนนั้นพัดมาทับเรา” Kelly Korreckหัวหน้าฝ่ายปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ของหนึ่งในชุดเครื่องมือของ Parker ซึ่งใช้วัดลมสุริยะกล่าว
เมื่อเทียบกันในระยะใกล้ สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์และลมสุริยะนั้นรุนแรงกว่ามาก เมื่อเทียบกับสิ่งที่นักวิจัยสามารถวัดได้บนโลกนี้ ทำให้ Parker มีสภาพแวดล้อมที่แปลกใหม่ให้สำรวจ Korreck เปรียบประสบการณ์ของยานในสนามแม่เหล็กแรงสูงกับประสบการณ์ของนักประดาน้ำที่เข้าสู่ทะเล “มันเหมือนกับการไปใต้น้ำ” เธอกล่าว “สิ่งที่ฟังดูแตกต่าง คุณได้รับเอฟเฟกต์ฟิสิกส์ที่แตกต่างกัน”
โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติสองประการที่น่าประหลาดใจ อย่างแรกคือสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า “คลื่นอันธพาล” ในสนามแม่เหล็กซึ่ง Parker ลงทะเบียนเป็นความรุนแรงและการพลิกกลับในทิศทางที่กินเวลาไม่กี่วินาทีถึงนาทีขณะที่พวกเขากลิ้งไปบนยานอวกาศ ขนานนามคลื่น Alfvén หลังจาก Hannes Alfvén นักฟิสิกส์พลาสมาชาวสวีเดนซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1970 สำหรับการอธิบายปรากฏการณ์นี้ ปรากฏการณ์นี้ได้รับการสังเกตจากโลกแต่ไม่เคยมีความแข็งแกร่งเช่นนั้น
นักวิจัยยืนยันว่าคลื่นเหล่านี้เป็นตัวแทน
ของคลื่นสึนามิที่คำรามออกมาจากดวงอาทิตย์ โดยที่ Parker เห็นความเร็วได้มากถึง 1,000 ความเร็วในช่วงระยะเวลา 11 วันที่ใกล้ที่สุด พลังงานที่ไม่คาดคิดของพวกเขาให้การสนับสนุนเบื้องต้นกับแนวคิดที่ว่าพวกเขาสามารถมีบทบาทในการให้ความร้อนเฉพาะของโคโรนา Stuart Bale ผู้ตรวจสอบหลักของชุดเครื่องมือที่รับผิดชอบในการวัดสนามแม่เหล็กกล่าวว่า “เป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้นและฉันค่อนข้างแน่ใจว่ามันกำลังบอกสิ่งพื้นฐานแก่เรา” กล่าวในงานแถลงข่าว
ขั้นตอนต่อไป ตามรายงานของ Korreck คือการตรวจสอบคลื่นอันธพาลในระหว่างที่เข้าใกล้มากขึ้นเมื่อวัฏจักรสุริยะร้อนขึ้นและดวงอาทิตย์ก็ตื่นตัวมากขึ้น จากนั้นนักวิจัยสามารถคำนวณได้ว่าพวกมันมีกำลังมากพอที่จะให้พลังงานแก่โคโรนาทั้งหมดหรือไม่ “มันจะใช้เวลาหลายปี” เธอกล่าว
ความประหลาดใจอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อ Parker วัดความเร็วและทิศทางของลมสุริยะที่พุ่งชนยานอวกาศ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คาดว่าในระยะนี้ห่างจากดวงอาทิตย์ 35 ถึง 50 รัศมีสุริยะ ลมจะพัดออกไปตรงๆ แต่พวกเขาพบว่าพัดไปด้านข้างด้วยความเร็วมากกว่า 100,000 ไมล์ต่อชั่วโมง—สันนิษฐานว่าเป็นเพราะการหมุนรอบดวงอาทิตย์ลากกระแสเจ็ทสตรีมไป นักวิจัยรู้ดีว่าลมจะพัดไปด้านข้างในโคโรนา ซึ่งถูกล็อคไว้พร้อมกับการหมุนของดวงอาทิตย์ แต่ขอบของโคโรนาอยู่ข้างหน้าปาร์กเกอร์ ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 10 ถึง 30 ดวง
การหาว่าแรงเสียดทานแม่เหล็กชนิดใดที่อาจดึงความสงสัยของลมสุริยะจะเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจอนาคตไม่เพียง แต่ดวงอาทิตย์ของเราเท่านั้น แต่ดาวฤกษ์โดยทั่วไป ความเร็วในการหมุนของดาวฤกษ์จะช้าลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากสนามแม่เหล็กของดาวจะกระทบกับลมสุริยะที่ไหลออกมา ทำให้สูญเสียพลังงานในการหมุนไป ดังนั้นความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นระหว่างดวงอาทิตย์กับสนามแม่เหล็กของมันแสดงให้เห็นว่ากระบวนการ “หมุนลง” นี้อาจทำงานได้เร็วกว่าที่คาดไว้
การรู้ว่าลมสุริยะพัดออกจากดวงอาทิตย์ในมุมที่แหลมคมจะช่วยปรับปรุงความสามารถของเราในการพยากรณ์ด้วยว่าเมื่อใดที่พลังงานอันทรงพลังจากเปลวสุริยะและการปะทุของพลาสมาจะมายังโลก บาคาร่า
