คมชัดทุกรายละเอียด! เมื่อ ESA และ NASA เผยภาพหลากมุมของดวงอาทิตย์ คมชัดใกล้ชิดสุดเท่าที่เคยมีมา

มาแล้วรวมฮิตนานาภาพจากยานสำรวจดวงอาทิตย์ของ ESA/NASA รวมถึงภาพโคสอัปสุดใกล้ชิดของดวงอาทิตย์ ใกล้สุดเท่าที่เคยถ่ายมา

ยานสำรวจดวงอาทิตย์ลำนี้เป็นความร่วมมือระหว่างประเทศระหว่างหน่วยงาน (European Space Agency: ESA) และ NASA เพื่อศึกษาดวงอาทิตย์ของเรา โดยศูนย์ปฏิบัติการด้านอวกาศยุโรป (European Space Operations Centre: ESOC) ในเยอรมันเป็นผู้ควบคุมภารกิจ ตัวยานสร้างโดยหน่วยปกป้องการบินและอวกาศ  (Airbus Defence and Space) ยานอวกาศได้ออกเดินทางจากโลกด้วยจรวดแอตลาส (Atlas V 411) เมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2563 และได้ผ่านดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรกในช่วงกลางเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา

ฮอลลี่ กิลเบิร์ต (Holly Gilbert) นักวิทยาศาสตร์ จากศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ดของนาซา (NASA’s Goddard Space Flight Center) ในรัฐแมรี่แลนด์ กล่าวว่า “ภาพที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนนี้คือภาพดวงอาทิตย์ในระยะใกล้ที่สุดเท่าที่เราเคยถ่ายได้ในประวัติศาสตร์ ภาพที่น่าทึ่งเหล่านี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เห็นชั้นบรรยากาศที่หลากหลายของดวงอาทิตย์ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจว่ามันขับเคลื่อนสภาพอากาศในอวกาศ ทั้งในส่วนที่ใกล้โลกและทั่วทั้งระบบสุริยะได้อย่างไร”

เบื้องหลังการได้มาซึ่งภาพไม่ใช่ความสำเร็จที่เรียบง่าย ด้วยการแพร่ระบาดของไวัรัสโคโรนา หรือเชื้อโควิด-19  ทำให้ต้องยุติควบคุมภารกิจจากศูนย์ ESOC นานกว่าหนึ่งสัปดาห์ การทดสอบเดินเครื่องนั้นใช้เพียงเจ้าหน้าที่ที่จำเป็นต่อโครงการจริง ๆ เท่านั้น บุคลากรที่เหลือจำจำต้องทำงานจากที่บ้านทั้งหมด

รัสเซลล์ ฮาววาร์ด (Russell Howard) หนึ่งในผู้รับหน้าที่ประมวลภาพจากยานสำรวจดวงอาทิตย์กล่าวว่า “ การระบาดใหญ่ทำให้เราต้องทำการปฏิบัติงานที่สำคัญจากระยะไกล ซึ่งเป็นครั้งแรกที่เราทำเช่นนั้น”

อย่างไรก็ตามทุกคนก็ปรับตัวเข้ากับการทำงานทางไกลได้ และแม้จะเผชิญหน้ากับการมาเยือนของดาวหางแอตลาส (ATLAS) ในวันที่ 1 และ 6 มิถุนายน อย่างไม่คาดคิด ยานสำรวจก็พร้อมสำหรับการเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ครั้งแรกในวันที่ 15 มิถุนายน อย่างพอดิบพอดี โดยในระยะการบิน 48 ล้านไมล์รอบดวงอาทิตย์ อุปกรณ์ทั้ง 10 ลำก็ได้บันทึกภาพดวงอาทิตย์ระยะใกล้ที่สุดเท่าที่เคยมีมา (ยานอวกาศอื่นเคยเข้าใกล้ได้มากกว่านี้  แต่ไม่เคยมียานลำใดบันทึกภาพดวงอาทิตย์ระยะใกล้โดยตรงเท่านี้มาก่อน)

ยานสำรวจดวงอาทิตย์นี้ มีอุปกรณ์บันทึกภาพ 6 แบบด้วยกัน โดยแต่ละอันให้มุมมองของดวงอาทิตย์ที่แตกต่างกันไป โดยปกติแล้ว ภาพแรกจากยานอวกาศจะเป็นสิ่งยืนยันว่า เครื่องมือกำลังทำงาน นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้คาดหวังจะค้นพบใหม่จากภาพแรกนี้ แต่กลายเป็นว่า เครื่องสร้างภาพด้วยรังสีอัลตราไวโอเล็ต (Extreme Ultraviolet Imager: EUI) ของยานได้ส่งรายละเอียดที่บอกถึงคุณลักษณะของแสงอาทิตย์ที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน

เดวิด เบอร์มาน (David Berghmans) นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากหอดูดาวหลวงเบลเยียม (Royal Observatory of Belgium) ในกรุงบรัสเซลส์ หนึ่งในผู้สังเกตการณ์หลัก ชี้ให้เห็นว่ามี “กองไฟ (campfires)” อยู่ในภาพดวงอาทิตย์จากเครื่อง EUI

“กองไฟที่เรากำลังพูดถึงอยู่นี้ เปรียบเสมือนหลานชายของเปลวสุริยะ (หรือ solar flares เป็นการระเบิดใหญ่ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ที่ปลดปล่อยพลังงานออกมาถึง 6 × 10²⁵ จูล) มันมีขนาดอย่างน้อยหนึ่งล้านหรือพันล้านเท่าเล็กกว่าเปลวสุริยะ และเมื่อพิจารณาภาพที่ได้ความละเอียดสูงที่ได้มาใหม่นี้ จะพบว่ามันมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง”

ยังไม่เป็นที่ประจักษ์ชัดว่า กองไฟเหล่านี้เป็นอย่างไร หรือมีปฏิกิริยาต่อค่าความสว่างของดวงอาทิตย์อย่างไร แต่เป็นไปได้ว่า กองไฟเหล่านี้คือ ระเบิดเล็ก ๆ ที่เรียกกันว่า ‘เหตุการณ์ความร้อนขนาดเล็ก (Nanoflares)’  และแม้จะเล็ก แต่มีมีอยู่กระจัดกระจายไปทั่วดวงอาทิตย์ จึงเป็นที่เชื่อกันว่า มันช่วยทำให้เกิดความร้อนในชั้นบรรยากาศรอบนอกของดวงอาทิตย์ หรือในชั้นโคโรนา โดยมันมีอุณหภูมิร้อนกว่าที่พื้นผิวดวงอาทิตย์ถึง 300 เท่า

เพื่อที่จะให้รู้อย่างชัดแจ้ง นักวิทยาศาสตร์จำต้องวัดอุณหภูมิของกองไฟเหล่านี้เพิ่มเติม โชคดีที่อุปกรณ์อย่างเครื่องถ่ายภาพสเปกตรัมสภาพแวดล้อมโคโรนา (Spectral Imaging of the Coronal Environment:SPICE) เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ติดตั้งในยานสำรวจนี้ด้วย 

เฟรดเดอริก เอาเชอเร่ (Frédéric Auchère) ผู้รับผิดชอบหลักสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์อวกาศออเซย์  (Institute for Space Astrophysics in Orsay) ในฝรั่งเศส กล่าวว่า  “เรากำลังรอข้อมูลชุดใหม่อย่างตื่นเต้น และหวังว่ามันสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับความร้อนขนาดเล็กเหล่านี้ได้อย่างแน่ชัด ทำให้ประเมินถึงคุณสมบัติและบทบาทที่มีต่อความร้อนของชั้นโคโรนาได้” 

นอกจากนี้ ภาพอื่นจากยานสำรวจขณะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ก็เผยให้เห็นองค์ประกอบที่น่าสนใจอื่น ๆ ด้วย อย่างภาพที่ประมวลข้อมูลจากเครื่องสร้างภาพแสงอาทิตย์และเฮียลิโอเฟียร์ (Solar and Heliospheric Imager: SoloHI) ที่ฮาววาร์ดรับผิดชอบอยู่ในห้องปฏิบัติการวิจัยนาวาล (Naval Research Laboratory) ในกรุงวอชิงตัน ดีซี ก็เผยให้เห็น ‘แสงจักรราศี (Zodiacal light) อันเป็นแสงจากดวงอาทิตย์ที่สะท้อนเข้ากับฝุ่นระหว่างดวงดาว ที่ปกติแล้วความรางเลือนของมันจะถูกบดบังด้วยแสงที่แจ่มจ้าของดวงอาทิตย์ เพื่อให้เห็นแสงนี้ จำต้องปรับค่ารับความสว่างของเครื่อง SoloHI ลงจากค่าดั้งเดิมถึงพันล้านเท่า

“ภาพนี้ให้รายละเอียดและรูปแบบของแสงจักรราศีที่สมบูรณ์และกระจ่างมาก และนั่นทำให้เรามั่นใจมากขึ้นว่า เราจะสามารถเห็นรูปแบบหรือโครงสร้างของลมสุริยะ (Solar wind structures) เมื่อยานสำรวจเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น” ฮาวเวิร์ดกล่าว 

นอกจากนี้ ยังมีภาพจากอุปกรณ์สร้างภาพขั้วดาว โครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ (Polar and Helioseismic Imager: PHI) ที่แสดงให้เห็นถึงสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ด้วย เครื่อง PHI จะทำแผนที่สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ โดยเน้นที่ขั้วของมันพิเศษ และจะให้ข้อมูลได้แจ่มสุดเมื่อยานสำรวจเคลื่อนที่ไปยัง 24 องศาเหนือแนวระนาบของดาวเคราะห์ ซึ่งจะภาพขั้วดวงอาทิตย์ที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน

ซามิ โซแลนกิ (Sami Solanki) ผู้รับผิดชอบการดำเนินการของเครื่อง PHI จากสถาบันวิจัยระบบสุริยะมักซ์พังค์ (Max Planck Institute for Solar System Research in Göttingen) ในเยอรมัน กล่าวว่า  “โครงสร้างสนามแม่เหล็กนี้ที่เราเห็นที่พื้นผิวนี้ แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ PHI ได้รับข้อมูลที่มีคุณภาพสูงสุด และเราอาจได้องค์ความรู้วิทยาศาสตร์ที่สำคัญเพิ่มจากมุมมองเหล่านี้” 

แม้ภาพที่ถูกปล่อยออกมาจะเน้นไปที่ภาพถ่ายจากยานสำรวจดวงอาทิตย์ แต่ก็มีการเปิดเผยข้อมูลจากเครื่องมือตรวจจับข้อมูลในแหล่งกำเนิด (In situ instruments) ถึง 4 เครื่องด้วยกัน โดยเครื่องมือเหล่านี้ทำหน้าที่วัดสภาพแวดล้อมของอวกาศโดยรอบยานสำรวจ ได้แก่ เครื่องวิเคราะห์พลังงานลม (Solar Wind Analyzer) หรือเครื่อง SWA ที่ใช้วัดไอออนหนัก (อาทิ คาร์บอน, ออกซิเจน, ซิลิคอน, เหล็กและอื่น ๆ ) ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่เราวัดค่าเหล่านี้จากลมสุริยะภายในชั้นอวกาศเฮลิโอสเฟียร์ได้ 

ก็หวังว่าข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบความรู้ใหม่ ๆ อีกมากมายของดวงอาทิตย์ตามมา และคาดว่าน่าจะเป็นประโยชน์ต่อเทคโนโลยีใหม่ ๆ สำหรับการเดินทางอวกาศในอนาคต

อ้างอิง

NASA

ESA

พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส