คุณยังไม่ได้ Log in | สมัครสมาชิก ฟรี
กลับหน้าแรก วิชาการ.คอม
ออโรร่าดาวเสาร์ การศึกษาเปรียบเทียบที่เหมือนและที่แตกต่างกับของโลกและดาวพฤหัส
โพสต์เมื่อ: 14:36 วันที่ 18 ก.พ. 2548         ชมแล้ว: 35,383 ตอบแล้ว: 9
12426
(ภาพถ่ายของออโรร่าดาวเสาร์ ที่นักดาราศาสตร์ ประกอบขึ้นด้วยภาพของดาวเสาร์ที่ถ่ายด้วยแสงที่เรามองเห็นได้ รวมกันกับภาพออโรร่าที่ถ่ายด้วยอุปกรณ์อุลตร้าไวโอเล็ต ซึ่งเป็นแสงสีฟ้าในรังสียูวี แต่ในสีจริงตามธรรมชาติ ออโรร่าบนดาวเสาร์ จะมีสีแดง เพราะมันเกิดจากการคายพลังงานของไฮโดรเจนในบรรยากาศ)


ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ ๑๗ กุมภาพันธ์ ๒๕๔๘ นี้ นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์วิทยาทั้งจากสหรัฐ และยุโรป ๓ ทีม นำโดย จอห์น คลาร์ค แห่งมหาวิทยาลัยบอสตัน แห่ง สหรัฐอเมริกา ร่วมศึกษาระบบภายในอิทธิพลของสนามแม่เหล็กรอบ ดาวเสาร์ หรือ magnetosphere ได้สรุปงานวิจัยและตีพิมพ์ผลงานถึง ๓ ฉบับ เสนอข้อวิเคราะห์ เปรียบเทียบ ถึงความเสมือน และความแตกต่าง ระหว่างระบบสนามแม่เหล็กรอบดาวเคราะห์สำคัญๆ คือ โลก ดาวพฤหัส และ ดาวเสาร์ โดยอาศัยรวบรวมข้อมูลที่ประสานการสังเกตการณ์ทั้งจากกล้องบันทึกภาพในรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตบน ยานฮับเบิล ซึ่งโคจรรอบโลก กับอุปกรณ์วัดคลื่นวิทยุ พร้อมด้วยเครื่องวัดพายุสุริยะ และเครื่องวัดอนุภาคกำลังสูงที่เป็นตัวก่อให้เกิดออโรร่า ซึ่งติดตั้งอยู่บนยานคาซีนี ในขณะที่กำลังบินเข้าสู่ดาวเสาร์ ที่ได้ทำการสังเกตการณ์ขั้วใต้ของดาวเสาร์ คลาร์คและทีมพบว่า ออโรร่าของดาวเสาร์ ซึ่งเชื่อกันมานานกว่า ๒๕ ปีแล้วว่า มีคุณสมบัติก้ำกึ่งกัน ระหว่างสภาพของออโรร่าบนโลกกับที่เกิดขึ้นบนดาวพฤหัส แต่กลับปรากฏว่า การเกิดปรากฎการณ์ออโรร่า บนดาวเสาร์ ไม่ได้มีมาจากพฤติกรรมเดียวกันกับที่เกิดขึ้นบนโลกหรือบนดาวพฤหัสเลย และอาจจะเป็นปรากฏการณ์ที่มีเอกลักษณ์ของตัวมันเองด้วยซ้ำไป

ข้อมูลจากการสังเกตการณ์แสดงว่า ออโรร่าบนดาวเสาร์ เปลี่ยนไปอยู่ตลอดเวลา บางวันก็เคลื่อนที่ไปเรื่อย แต่บางวันก็อยู่นิ่งๆ แต่เมื่อเทียบกับออโรร่าบนโลก ที่เกิดขึ้นในเวลาสั้นๆแค่สิบนาที ออโรร่าบนดาวเสาร์ สามารถคงอยู่ได้เป็นวันๆทีเดียว และยังปรากฏว่า พายุสุริยะ มีบทบาทต่อการเกิดออโรร่ามากกว่าที่เคยเชื่อกันมาเสียอีก เมื่อเอาภาพจากกล้องฮับเบิลมาศึกษาคู่กันไปกับข้อมูล พายุสุริยะ ที่ยานคาซีนี่วัดมาได้นั้น ดูเหมือนว่า แรงกดดันของพายุสุริยะ เป็นตัวขับดันพายุออโรร่าบนดาวเสาร์ สำหรับบนโลกนั้น จะเป็นกำลังจากสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่พายุสุริยะหอบมาด้วย เป็นตัวขับดันออโรร่าของโลกเรา เพราะบนดาวเสาร์นั้น ไม่ว่าเส้นแรงแม่เหล็กของสนามจะเรียงตัวอย่างไร ก็ไม่มีอิทธิพลหลักต่อออโรร่าของดาวเสาร์เลย

หากดูจากอวกาศ ออโรร่า จะดูเหมือนวงแหวนเรืองแสงที่วนรอบบริเวณขั้วของดาวเคราะห์ อันเป็นตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กของดาวนั้น ซึ่งเกิดมาจากการที่อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในอวกาศ ปะทะเข้ากับสนามแม่เหล็กของดาว แล้วพุ่งเข้าชนพุ่งกับโมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศชั้นบนของดาว แล้วอะตอมของโมเลกุลก็าซที่ได้รับพลังงานก็จะคายพลังงานออกมาในรูปของแสงที่เรามองเห็นได้และคลื่นวิทยุ

นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันมานานว่า ออโรร่าของดาวเสาร์ จะเหมือนกับของโลกตรงที่มันถูกครอบงำด้วยอิทธิพลของพายุสุริยะ และมีส่วนคล้ายของดาวพฤหัสตรงที่ มีส่วนที่ได้รับอิทธิพลจากไออ้อน และอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในวงแหวนที่โคจรรอบดาว แต่จากข้อมูลใหม่นี้ ข้อที่เหมือนของโลกคือ ส่วนที่เรืองแสงสว่างมากที่สุดจะปรากฏมีคลื่นวิทยุอยู่ด้วย ซึ่งแสดงว่า การเกิดออโรร่าบนดาวเสาร์ มีกระบวนการทางกายภาพเหมือนกันกับที่เกิดบนโลก แต่กลับแตกต่างไปจากที่เกิดบนดาวดวงอื่นก็คือ เมื่อออโรร่าสุกสว่างขึ้น เพราะมีพลังงานสูงขึ้น วงแหวนออโรร่าที่โคจรรอบขั้วดาว กลับหดตัวมีขนาดเล็กลง ในขณะที่หากออโรร่าของโลกมีพลังงานสูงขึ้น ขั้วโลกทั้งขั้วจะสว่างจ้าไปชั่วเวลาหลายนาที แล้ววงแหวนจะลดความสว่างลงในขณะที่ขยายวงกว้างออกไป


พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

จำนวน 8 ความเห็น, หน้า่ | -1-
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 18 ก.พ. 2548 (14:37)
21574
แมกนีโตสเฟียร์ คือปริมาตรของอวกาศรอบดวงดาวที่ถูกควบคุมโดยกำลังสนามแม่เหล็กของดาวดวงนั้น อาณาเขตของแมกนีโตสเฟียร์ของโลก เป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กของโลกดันตัวให้เกิดช่องว่างกลางกระแสพลาสม่าจากพายุสุริยะ

พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 18 ก.พ. 2548 (14:39)
21575
(เปรียบเทียบขนาดคร่าวๆ ของแมกนีโตสเฟียร์ของดาวเคราะห์วงนอก และ ของโลก สังเกตขนาดของดวงอาทิตย์)

พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 18 ก.พ. 2548 (14:41)
มวลสารส่วนใหญ่ในแมกนีโตสเฟียร์ของโลก ประกอบด้วยพลาสมาของโปรตอนและอีเลคตรอน ที่รั่วเข้ามาจากพายุสุริยะ ในทางตรงกันข้าม ส่วนประกอบหลักของมวลสารใน แมกนีโตสเฟียร์ของดาวเสาร์และดาวพฤหัส นั้น เป็นไออ้อนที่มาจากธาตุหนักๆ ซึ่งมีที่มาจากดาวบริวารของมัน และถูกป้อนเข้าแมกนีโตสเฟียร์จากดาวบริวารโดยตรง

อัตราส่วนของขนาดแมกนีโตสเฟียร์ของ ดาวเสาร์นั้น มีขนาดกลางๆ เมื่อเปรียบเทียบกับโลก และ ดาวพฤหัส คือด้านหน้าที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ มีขนาดยื่นออกไป ๒๐ เท่าของรัศมีดาวเสาร์ ส่วนหลังหรือหางแมกนีโตนั้นยืดออกไปหลายร้อยเท่าของรัศมี ในภาพขนาดของดาวเสาร์ใหญ่กว่าของจริงสองเท่า เพื่อให้เห็นออโรร่าชัดขึ้น และก็เช่นเดียวกับของโลก การเปล่งแสงของออโรร่าดาวเสาร์ ถูกกำหนดโดยพายุสุริยะและพลศาสตร์ภายในแมกนีโตสเฟียร์ ที่โมเลกุลในบรรยากาศถูกกระทำโดยพายุสุริยะ

(ภาพโดย Nature)
21576

พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 18 ก.พ. 2548 (14:44)
21577
(ภาพจากโครงการยานอวกาศ IMAGE ของนาซา)

ในแมกนีโตสเฟียร์ของโลกเรา พลาสม่าจากพายสุริยะจะหมุนไปในรูปแบบที่ถูกขับดันโดนสนามแม่เหล็กโลกที่ถูกดันโดยพายุสุริยะอีกต่อหนึ่ง สนามแม่เหล็กโลกจะบรรจบกับพายุสุริยะในบริเวณประมาณ ๑๕ องศารอบขั้วโลก ในบริเวณละติจูดต่ำๆ เส้นแรงแม่เหล็กโลกที่เรียงตัวขวางกั้นไม่ให้พายุสุริยะฝ่าเข้ามาได้ แต่เส้นแรงจะมาบรรจบตรงบริเวณที่เป็นขั้วแม่เหล็กโลก ที่อาณาเขตรอบนอกของ แม็กนีโตสเฟียร์ ส่วนที่เรียกว่า แม็กนีโตพอส ด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ กระแสพลาสมาจากดวงอาทิตย์ จะถูกผลักให้ไหลข้ามสนามแม่เหล็กโลก ไปบรรจบกันที่หางแม็กนีโต แล้วไหลตามเส้นแรงแม่เหล็กโลกเข้ามาที่บริเวณขั้วแม่เหล็กโลก เมื่ออนุภาคลงมาถึงชั้นบรรยากาศ ปะทะกับโมเลกุลจนเกิดเป็น ปรากฏการณ์ออโรร่า ขึ้นนั่นเอง

พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 18 ก.พ. 2548 (14:48)
21578
(ภาพถ่ายออโรร่าบนดาวพฤหัส โดยกล้องฮับเบิล อ่านข่าววิชาการ ความเคลื่อนไหวของ ออโรร่า ดาวพฤหัส)

พายุสุริยะ มีผลกระทบน้อยมากต่อ ออโรร่าบนดาวพฤหัส คือ จะมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของออโรร่าดาวพฤหัสอย่างมากที่สุดก็เพียงเดือนละครั้งเท่านั้น ออโรร่าบนดาวพฤหัส ไม่ได้มาจากพายุสุริยะ หากมาจากพลาสมาที่ถูกสาดโยนออกมาเป็นจำนวนมาก จากดาวบริวาร ไอโอ เข้ามาในสนามแม่เหล็กกำลังสูงของดาวพฤหัส กระแสไฟฟ้ากำลังสูงระหว่างแม็กนีโตสเฟียร์และชั้นไอโอโนสเฟียร์ของดาวพฤหัสขับดันให้พลาสมาเหล่านี้ กระจายตัวออกแล้วหมุนดันตัวอยู่ภายในทำให้ขยายแม็กนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสออกไปให้มีขนาดใหญ่มาก และทำให้ออโรร่าของดาวพฤหัสมีความเข้มข้นสูงกว่าของโลกอีกมากด้วย

พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 18 ก.พ. 2548 (15:03)
21579
(ภาพวาดโดยจิตกรแสดงถึงแสงสีของออโรร่าดาวเสาร์ ที่ใกล้เคียงกับสีจริงตามธรรมชาติ โดยสถาบันฮับเบิล)

ยาน Voyager ที่ได้สำรวจ ดาวเสาร์ในปี ค.ศ. ๑๙๘๑ พบว่า พลศาสตร์ภายในดาวเสาร์ มีส่วนคล้ายกับของดาวพฤหัสอยู่ แต่ดาวบริวารอันหนาวจัดของดาวเสาร์ มีกำลังพลาสมาน้อยกว่าของดาวพฤหัสเป็นอันมาก จึงทำให้แมกนีโตเสฟียร์ของดาวเสาร์ ไม่โป่งพองออกไปอย่างดาวพฤหัส ออโรร่าของดาวเสาร์จึงมีกำลังอ่อนกว่าที่เกิดบนดาวพฤหัส และจากการสังเกตการณ์ที่ผ่านมาของกล้องฮับเบิล ก็ได้แสดงว่า พายุสุริยะ ยังมีอิทธิพลต่อออโรร่าของดาวเสาร์ด้วยเหมือนกัน เมื่อยานคาซีนี่กำลังเดินทางไปสู่ดาวเสาร์ นักวิทยาศาสตร์จึงรีบฉวยโอกาสทดสอบสมมติฐานที่ว่า พลศาสตร์ในแม็กนีโตสเฟียร์ของดาวเสาร์ จะมีส่วนที่ถูกขับดันด้วยพายุสุริยะเหมือนกับที่เกิดบนโลกด้วยหรือไม่

อุปกรณ์ต่างๆบน ยานคาซีนี ได้ตรวจวัด สนามแม่เหล็ก ความหนาแน่นและความเร็วของพลาสมาจากพายุสุริยะ อยู่เป็นเวลา ๒๒ วัน ในขณะเดียวกัน กล้องฮับเบิล และ จานรับคลื่นวิทยุของยานคาซีนี ก็สำรวจตรวจวัดปรากฏการณ์ออโรร่าดาวเสาร์ไปพร้อมๆกัน แถมธรรมชาติยังเป็นใจ ส่งช็อคเวฟจากพายุสุริยะมาสองลูกผ่านยานคาซีนี ในวันที่ ๑๕ และ ๒๕ มกราคม ๒๐๐๔ ปีที่แล้ว แล้วเดินทางไปถึงดาวเสารในเวลา ๑๗ ชั่วโมงให้หลัง คลาร์ค รายงานในบทความของเขาว่า กล้องฮับเบิลได้บันทึกภาพ ออโรร่าบนดาวเสาร์ ที่สุกสว่างขึ้นตามเวลาดังกล่าว ทีมของเคิร์ธ ก็ตรวจพบคลื่นวิทยุที่สูงขึ้น ทีมของครารี่ ได้ทำการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของความเข้มข้นขึ้นของออโรร่า ว่าเป็นไปตามค่าแรงดันของพายุสุริยะที่สูงขึ้น เป็นการยืนยันสมมติฐานว่า พายุสุริยะ มีอิทธิพลต่อการเกิดออโรร่าบนดาวเสาร์

จากการศึกษาเพิ่มเติมพบว่า เงื่อนไขของพายุสุริยะ ที่มีอิทธิพลต่อพลศาสตร์ของดาวเสาร์ ต่างจากที่เป็นไปบนโลก คือ การกดดันของอาณาบริเวณ แม็กนีโตพอส ของโลก มีความสำคัญกว่าการบรรจบของพายุสุริยะกับสนามแม่เหล็กบนดาวเสาร์ ครารี่ชี้ให้เห็นว่า วงโคจรของดาวเสาร์ ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ๙.๕ เท่าของโลก ทำให้สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่เดินทางไปถึงดาวเสาร์ ที่ยังมีกำลังสูงพอนั้น อยู่ในระนาบเดียวกับวงโคจรของดาวเสาร์ ทำให้สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ทำมุมฉากกับสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ ทำให้การบรรจบกันของเส้นแรงแม่เหล็กเกิดไม่ได้เต็มที่

แต่ก็ยังมีความซับซ้อนที่เรายังไม่เข้าใจอยู่อีกมากในระบบของดาวเสาร์ เช่น ดาวบริวารไททัน จะมีอิทธิพลต่อออโรร่าของดาวเสาร์อย่างไร การที่ขั้วใต้ของดาวเสาร์เอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ ๒๖ องศา จะทำให้แตกต่างจากโลกอย่างไร จากการศึกษาปรากฏการณ์ออโรร่าของโลก เราทราบว่าจะต้องมีการติดตามตรวจวัดบันทึกข้อมูลในระยะยาว จึงจะสามารถแยกแยะอิทธิพลต่างๆที่กระทบการเกิดออโรร่า ยานคาซีนี่ จะทำการศึกษาดาวเสาร์อย่างละเอียด ในการโคจรดาวเสาร์ ที่วางแผนไว้ว่าจะมี ๗๕ รอบ

แต่เป็นที่น่าเสียดายเป็นอย่างยิ่งว่า อุปกรณ์บันทึกภาพ สเป็คโตรกราฟ บนยานฮับเบิลไม่ทำงานแล้ว ยิ่งไปกว่านั้น การศึกษาทางวิทยาศาสตร์นั้น ดึงดูดความสนใจจากประชากรในวงกว้าง ได้น้อยกว่าเรื่องการสำรวจอวกาศที่มีมนุษย์ออกหน้าเป็นเนื้อข่าว ดังนั้น ในสภาวะที่งบประมาณจำกัด โครงการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ล้วนๆ ต่างถูกตัดงบ เพื่อประหยัดเงินไปใช้ในโครงการสถานีอวกาศ และการสำรวจดาวอังคาร ที่จะแผ้วถางทิศทางขององค์การนาซา ไปสู่โครงการสำรวจที่ใช้มนุษยอวกาศ ต่อไป และการที่นาซาตัดหางปล่อยวัดยานฮับเบิลเสียแล้ว ก็คงจะไม่มีหวังว่าจะได้มีการศึกษาอย่างถี่ถ้วนเช่นนี้อีกเป็นเวลานาน

อ้างอิง

1. "Planetary science: Saturn's mixed magnetosphere" โดย FRAN BAGENAL; Nature 433, 695 - 696 (17 February 2005); doi:10.1038/433695a

2. "Morphological differences between Saturn's ultraviolet aurorae and those of Earth and Jupiter", J. T. CLARKE et al; Nature 433, 717 - 719 (17 February 2005); doi:10.1038/nature03331

3. "An Earth-like correspondence between Saturn's auroral features and radio emission", W. S. KURTH et al; Nature 433, 722 - 725 (17 February 2005); doi:10.1038/nature03334

4. "Solar wind dynamic pressure and electric field as the main factors controlling Saturn's aurorae", F. J. CRARY et al; Nature 433, 720 - 722 (17 February 2005); doi:10.1038/nature03333

5. "Saturn's aurora defy scientists' expectations" แถลงข่าวโดย http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2005/06/text/

พวงร้อย เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1144 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 220 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 2 ก.ย. 2548 (23:20)
eekดีมากครับ
xteenety (IP:203.172.59.241,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 9 31 พ.ค. 2549 (13:30)
ผมอยากทราบว่า : ออโร่ราคือปรากฏการณ์อะไร

ทำไรโลกของเราเกิดขึ้นเพียง 10 นาที
แต่ดาวเสาร์เกิดขึ้นได้เป็น เวลานานเป็นวันได้
to_pong_1@hotmail.com (IP:125.25.6.179,,)

หากจะโพสต์คำตอบสำหรับกระทู้ในห้องนี้ ล๊อกอินก่อนนะคะ
สมัครสมาชิก ฟรี ตลอดชีพ ที่ http://www.vcharkarn.com/my ค่ะ
วิชาการ.คอม

บทความแนะนำ

Blog แนะนำ

Hot Links

ขอบคุณผู้สนับสนุน

Google
 
ติดต่อลงโฆษณา :   คุณอันนา 081 4965363
สำนักงาน :   02 2015735
อีเมล์ :   
Copyright© 2000-2007, Vcharkarn.Com. All rights reserved.
คลิ๊กเพื่อดูสถิติ
รับรองและสนับสนุนโดย

สสวท.

มูลนิธิ พสวท.

พสวท.