เรื่องจริงของพายุสุริยะ (ตอนที่ 4)

ตอนที่ 4

การพยากรณ์พายุสุริยะ
ดังจะเห็นได้ชัดแล้วว่า ลมสุริยะหรือพายุสุริยะมีฤทธิ์เดชและอิทธิพลต่อโลกมากพอสมควร และสามารถสร้างความเสียหายแก่โลกได้ระดับหนึ่ง ดังนั้นจึงต้องมีการเฝ้าติดตามดวงอาทิตย์เพื่อพยากรณ์พายุที่อาจเกิดขึ้นล่วงหน้า เพื่อจะได้เตรียมการรับมือกับปัญหาที่อาจเกิดจากลมสุริยะได้อย่างทันท่วงที

เราสามารถคาดการณ์สภาพลมฟ้าอากาศบนโลกและบรรยากาศชั้นล่างได้ จากการพยากรณ์ของกรมอุตุนิยมวิทยา ถึงแม้ว่าวิทยาการด้านอุตุนิยมวิทยามีการพัฒนามาเป็นเวลานานและมีความก้าวหน้าความแม่นยำสูงมาก แต่สำหรับการพยากรณ์ลมฟ้าอากาศในชั้นบรรยากาศเบื้องสูงหรือสภาพต่าง ๆ เหนือชั้นบรรยากาศของโลกไปนั้น ยังเป็นศาสตร์ที่เพิ่งเริ่มต้นตั้งไข่เท่านั้น ประสิทธิภาพในการพยากรณ์ขึ้นอยู่กับความเข้าใจกลไกทั้งหมดของระบบบรรยากาศเบื้องสูงและสภาพเหนือบรรยากาศโลกขึ้นไปรวมทั้งปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย์ซึ่งยังมีข้อจำกัดอยู่มาก การพยากรณ์บรรยากาศชั้นสูงในปัจจุบันนี้จึงเป็นการสังเกตการณ์จากการเกิดแฟลร์และโพรงคอโรนาเป็นสำคัญ

ตามที่เราได้ทราบแล้วว่า การประทุของลมสุริยะจะเกิดจากแฟลร์ขนาดใหญ่ที่มักเกิดบริเวณกระจุกของจุดดำหรืออาจเกิดจากคอโรนัลแมสอีเจกชัน ดังนั้นการจะรู้ว่าจะมีลมสุริยะรุนแรงพัดมาถึงโลกอาจพอคาดการณ์ได้จากแฟลร์ขนาดใหญ่หรือกระจุกจุดดำ หากกระจุกจุดดำมีตำแหน่งที่จะพาดผ่านหน้าดวงอาทิตย์ และหากมีการปะทุของแฟลร์ในช่วงที่หันมาทางโลกพอดี ก็มีโอกาสมากที่โลกจะถูกกระหน่ำโดยพายุสุริยะ

รูปร่างของแฟลร์บริเวณกระจุกจุดดำก็อาจถือเป็นสิ่งบอกเหตุได้ว่าจะทำให้เกิดการระเบิดใหญ่ นักดาราศาสตร์ได้สังเกตพบว่า เมื่อใดที่แฟลร์มีการบิดตัวอย่างรุนแรง อาจเป็นจุดเริ่มต้นของการตัดขาดและลัดวงจรของสนามแม่เหล็ก ซึ่งเป็นจุดกำเนิดของการระเบิดอย่างรุนแรงได้

ขณะนี้มีดาวเทียมหลายดวงที่มีหน้าที่คอยเฝ้าสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ตลอดเวลา ทำให้สามารถแจ้งเหตุการกระโชกของลมสุริยะที่เกิดจากคอโรนัลแมสอีเจกชันล่วงหน้าได้ประมาณ 1 หรือ 2 วันก่อนที่จะพัดมาถึงโลก ส่วนลมสุริยะที่แรงและเร็วที่สุดจะสามารถเตือนล่วงหน้าได้ประมาณครึ่งชั่วโมง เวลาเท่านี้ถือว่าเพียงพอสำหรับโรงไฟฟ้าที่จะเตรียมการระบบจ่ายไฟหรือระบบป้องกันฉุกเฉิน เพื่อรับมือกับความแปรปรวนที่จะเกิดขึ้นจากสนามแม่เหล็ก และยังนานพอที่จะเตือนนักดาราศาสตร์และประชาชนให้ตื่นขึ้นมาดูแสงเหนือ-แสงใต้ได้
ระยะเวลาล่วงหน้าของการพยากรณ์นี้ถูกจำกัดจากหลายปัจจัย เช่นโดยธรรมชาติที่มีอายุสั้นของแฟลร์ และโดยความที่ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงกลไกการเกิดแฟลร์และคอโรนัลแมสอีเจกชัน ตำแหน่งการสังเกตการณ์ยังเป็นอุปสรรคสำคัญในการพยากรณ์อีกด้วย การสังเกตการณ์จากโลกและดาวเทียมบริเวณโลกจะมองเห็นผิวของดวงอาทิตย์ได้เฉพาะด้านที่หันเข้าสู่โลกเท่านั้น แต่ไม่สามารถมองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นบนผิวดวงอาทิตย์ด้านตรงข้ามได้เลย หากสามารถมองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ฝั่งตรงข้ามได้แล้ว นักดาราศาสตร์คงจะสามารถพยากรณ์การเกิดพายุสุริยะล่วงหน้าได้นานขึ้น

ความหวังของนักดาราศาสตร์เริ่มสดใสขึ้นเมื่อดาวเทียมโซโฮ (SOHO) สามารถมองเห็นสภาพของดวงอาทิตย์ฝั่งตรงข้ามได้ ทั้ง ๆ ที่ตัวดาวเทียมเองอยู่ในตำแหน่งด้านหน้าของดวงอาทิตย์เช่นเดียวกับโลก
เคล็ดลับของโซโฮอาศัยหลักการว่า ลมสุริยะที่พัดออกจากดวงอาทิตย์จะพัดพาอะตอมไฮโดรเจนที่กระจัดกระจายอยู่บริเวณสุริยะชั้นในไปรวมตัวเป็นชั้นของไฮโดรเจนโดยรอบ จนดูเหมือนกับว่ามีฟองก๊าซไฮโดรเจนล้อมรอบระบบสุริยะชั้นใน ฟองไฮโดรเจนนี้มีความหนาแน่นประมาณ 100 อะตอมต่อลิตร ถึงแม้ว่าจะเบาบางมาก แต่ก็ยังหนาแน่นพอที่จะเรืองแสงอัลตราไวโอเลตได้ เมื่อรังสีที่ปล่อยจากบริเวณกลุ่มจุดดำหรือแฟลร์บนดวงอาทิตย์กระทบถูกผนังของฟองนี้ จะกระตุ้นให้มีการเรืองแสงอัลตราไวโอเลตบริเวณที่ตรงกับด้านที่เกิดแฟลร์บนดวงอาทิตย์ซึ่งตรวจจับได้โดยกล้องสวอน (SWAN-Solar Wind Anisotropies) ของโซโฮ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่เราสามารถรับรู้ถึงการปะทุของแฟลร์บนดวงอาทิตย์ที่อยู่ด้านตรงข้ามกับโลกได้ โดยการสังเกตการเรืองแสงของฟองไฮโดรเจนนี้ ภาพของจุดเรืองแสงที่ปรากฏบน "จอ" นี้จะเคลื่อนที่ไปตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์

คาดหมายความเสียหายที่จะเกิดในรอบนี้

ในขณะนี้ (ต้นปี 2543) จำนวนจุดดำบนดวงอาทิตย์กำลังเพิ่มจำนวนขึ้นตามลำดับตามวัฎจักรของดวงอาทิตย์ ช่วงสูงสุดของวัฏจักรสุริยะจะกินระยะเวลายาวนานพอสมควร โดยอาจจะนานหลายเดือนหรืออาจเกิน 1 ปี สำหรับช่วงสูงสุดในครั้งนี้คาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงตั้งแต่กลางปี พ.ศ. 2543 จนถึงกลางปี 2544

คาดว่าการขึ้นถึงจุดสูงสุดของวัฎจักรรอบนี้น่าจะเป็นครั้งที่สร้างความเสียหายมากที่สุด แต่สาเหตุไม่ใช่เพราะว่าความปั่นป่วนของดวงอาทิตย์จะมีความรุนแรงมากกว่ารอบอื่น หากเป็นเพราะในปัจจุบันมีเทคโนโลยีใหม่ ๆ มากมายที่อ่อนไหวต่อลมสุริยะมากกว่าเมื่อ 11 ปีที่แล้วมาก อาทิเช่น โทรศัพท์มือถือ วิทยุติดตามตัว ระบบนำร่องด้วยจีพีเอส เป็นต้น เทคโนโลยีเหล่านี้ ล้วนต้องพึ่งพาระบบดาวเทียมสื่อสาร ซึ่งลอยตัวอยู่เหนือชั้นบรรยากาศโลกนับหมื่นกิโลเมตร หากดาวเทียมสื่อสารที่ใช้งานอยู่เกิดเสียหายหรือขัดข้องจากการถูกโจมตีของลมสุริยะ ย่อมส่งผลให้เกิดความเสียหายอย่างมากทั้งทางเศรษฐกิจและในด้านความปลอดภัย ดังนั้นผู้ที่ใช้เทคโนโลยีดาวเทียมจึงจำเป็นต้องมีแผนสำรองเอาไว้ในช่วงเวลาดังกล่าวเผื่อระบบดาวเทียมเกิดขัดข้องจริง ๆ นักเดินเรืออาจจะต้องพกแผนที่กับเข็มทิศออกเดินเรือด้วย เพราะวิธีบอกตำแหน่งแบบโบราณอย่างนี้อาจจำเป็นต้องนำมาใช้ หากระบบจีพีเอสขัดข้องในระหว่างเดินเรือ เป็นต้น

จะเห็นว่า ผลเสียที่เกิดขึ้นนั้น จะเกิดขึ้นกับดาวเทียมเป็นส่วนใหญ่ซึ่งอยู่เหนือชั้นบรรยากาศโลก แต่จะไม่มีผลร้ายโดยตรงกับร่างกายหรือชีวิตของมนุษย์ที่อยู่บนพื้นโลก เพราะอนุภาคอันตรายจากดวงอาทิตย์ไม่สามารถทะลุทะลวงเข้ามาถึงพื้นโลกได้ เนื่องจากโลกของเรามีเกราะกำบังหลายชั้น ทั้งวงแหวนแวนอัลเลนและบรรยากาศของโลก แม้แต่นักบินอวกาศที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่บนอวกาศ ก็ยังคงปลอดภัยจากลมสุริยะเพราะมียานอวกาศและชุดอวกาศเป็นสิ่งคุ้มกันอย่างดีอยู่แล้ว

ถึงตอนนี้เราได้รู้จักกับลมสุริยะ พายุสุริยะ ตลอดจนปรากฏการณ์ข้างเคียงต่าง ๆ รวมถึงธรรมชาติของดวงอาทิตย์ได้ในระดับหนึ่ง หวังว่าเราคงจะประเมินภาพคร่าว ๆ ของผลกระทบจากพายุสุริยะที่จะเกิดขึ้นในช่วงปี 2543-44 นี้ได้พอสมควร และสามารถพิจารณาได้ว่าควรจะตื่นกลัวหรือตื่นเต้นกับปรากฏการณ์ธรรมชาตินี้มากน้อยเพียงใด

ข้อมูลอ้างอิง
• The Sun As A Star, Roger J. Tayler, Cambridge University Press, 1997
• The New Solar System, Fourth Edition, J.Kelly Beatty, Carolyn Collins Petersen, Andrew Chaikin, Sky Publishing Corperation
• McGraw-Hill Encyclopedia of Astronomy Second Edition, McGraw-Hill, Sybil P. Parker, Jay M. Pasachoff
• SOHO Spies the Far Side of the Sun http://science.nasa.gov/newhome/headlines/ast23jun99_1.htm
• Sunspots and the Solar Cycle http://www.sunspotcycle.com/
• CNN : Space weather to get watches and warnings http://cnn.com/TECH/space/9811/03/space.weather/
• http://cnn.com/NATURE/9904/13/solar.enn/index.html
• http://cnn.com/TECH/space/9906/01/solar.storms.ap/
• The Corona http://umbra.nascom.nasa.gov/spartan/the_corona.html
• A Solar Flare Effect http://www.ips.oz.au/background/richard/sfe.html
• Post Flare Loops http://science.nasa.gov/ssl/pad/solar/loops.htm
• Coronal Mass Ejections http://science.nasa.gov/ssl/pad/solar/cmes.htm
• What is a Solar Flare? http://hesperia.gsfc.nasa.gov/~benedict/flaref.htm
• Q & A http://hesperia.gsfc.nasa.gov/~benedict/questions.htm
• SOLAR FLARES AND MAGNETIC SHEAR http://science.msfc.nasa.gov/ssl/pad/solar/flaremag.htm
• The Solar Dynamo http://wwwssl.msfc.nasa.gov/ssl/pad/solar/dynamo.htm
• Solar Flares http://wwwssl.msfc.nasa.gov/ssl/pad/solar/flares.htm
• Magnetism - the Key to Understanding the Sun http://wwwssl.msfc.nasa.gov/ssl/pad/solar/the_key.htm
• Solar Dynamo Position http://soi.stanford.edu/results/agu96.html
• The sun's influence on earth http://www.astro.uva.nl/~michielb/sun/aarde.htm

ขอขอบคุณ ข้อมูลจาก
http://thaiastro.nectec.or.th/library/solarstormfacts/solarstormfacts4.html