นักวิทยาศาสตร์เชื่อ Solar Cycle รอบหน้า ปฏิกริยาไม่รุนแรง

นักดาราศาสตร์ทราบกันมานานแล้วว่าปฏิกิริยาบนดวงอาทิตย์นั้นมีลักษณะความรุนแรงมากและน้อยสลับกันเป็นวงรอบทุกๆ 11 ปีโดยประมาณสำหรับแต่ละรอบ จากรายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letter ขณะนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์จากประเทศจีนและอินเดียได้พัฒนาทฤษฎีวิทยาศาสตร์เพื่อที่จะอธิบายวงรอบดังกล่าว และยังทำนายอีกด้วยว่า ปฎิกริยาของดวงอาทิตย์ที่จะเริ่มวงรอบใหม่ในปี ค.ศ. 2011 นี้จะไม่รุนแรงมาก ซึ่งเป็นข่าวดีสำหรับระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมของโลก (Phys. Rev. Lett. 98 131101)



ข้อเท็จจริงที่ว่าปฎิกริยาบนดวงอาทิตย์มีลักษณะเป็นวงรอบถูกค้นพบครั้งแรกตั้งแต่สมัยศตวรรษที่ 18 เมื่อนักดาราศาสตร์ทำการจดบันถึงจำนวนจุดดับบนผิวของดวงอาทิตย์ (Sun spot) ซึ่งเป็นจุดที่มีความเข้มของสนามแม่เหล็กสูง อย่างไรก็ตามในกลางทศวรรษ 1970 เมื่อนักดาราศาสตร์เริ่มมีข้อมูลที่ละเอียดแม่นยำของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ พวกเขาจึงเริ่มที่จะเห็นความเชื่อมโยงระหว่าง ความเข้มของสนามแม่เหล็กที่น้อยสุดในวงรอบปฏิกิริยาหนึ่ง กับความเข้มมากที่สุดของสนามแม่เหล็กในวงรอบปฏิกิริยาถัดไป ซึ่งถ้าความเชื่อมโยงดังกล่าวได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้องเชื่อถือได้ นักดาราศาสตร์ก็จะสามารถทำนายความรุนแรงของปฎิกริยาในวงรอบถัดไปได้โดยอาศัยข้อมูลเก่าของปฏิกิริยาในวงรอบปัจจุบัน





ข้อมูลปัจจุบันเห็นชัดว่าปฏิกิริยาบนดวงอาทิตย์ในวงรอบปัจจุบันมีความรุนแรงน้อย นักดาราศาสตร์จึงทำนายว่าปฏิกิริยาบนดวงอาทิตย์ในวงรอบน่าจะมีความรุนแรงน้อยที่สุดในรอบ 100 ปีเลยทีเดียว

อย่างไรก็ตามไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนจะพอใจกับการอาศัยข้อมูลเก่ามาทำนายอนาคต นักฟิสิกส์ได้สร้างแบบจำลองทางทฤษฎีที่พยายามจะอธิบายวงรอบของปฏิกิริยาบนดวงอาทิตย์ที่เรียกกันว่า Dynamo model ตามแบบจำลองนี้พฤติกรรมของสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสสารภายในดวงอาทิตย์ เมื่อไม่นานมานี้สองนักฟิสิกส์ Mausumi Dikpati และ Peter Gilman จาก National Center for Atmospheric Research ได้พยายามทำนายปฏิกริยาบนดวงอาทิตย์โดยอาศัย dynamo model เพื่อเชื่อมโยงพฤติกรรมสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์เกี่ยวข้องกับการไหลอย่างไร้ระเบียบ (Turbulent flow) ของสสารภายในดวงอาทิตย์ ที่น่าแปลกใจคือแบบจำลองของนักฟิสิกส์ทั้งสองทำนายว่าปฏิกิริยาบนดวงอาทิตย์ในวงรอบหน้าจะมีความรุนแรงข่อนข้างมาก ซึ่งดูจะออกมาในทางตรงข้ามกับผลการทำนายจากข้อมูล

Arnab Rai Choudhuri และเพื่อนร่วมงานจาก Indian Institute of Science ในเมืองบังกาลอร์ และ จาก Chinese Academy of Sciences แห่งกรุงปักกิ่ง เชื่อว่าแบบจำลองของ Mausumi Dikpati และ Peter Gilman มีข้อผิดพลาดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการสำคัญของ Dynamo model ที่เรียกว่า "Babcock-Leighton mechanism" ที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กอ่านๆจากการสลายตัวของจุด Sunsport กลุ่มของ Choudhuri ได้ปรับปรุงข้อผิดพลาดนี้และเชื่อว่าแบบจำลองของพวกเขาให้ผลที่ถูกต้องกว่า


ทีมงานของ Arnab Rai Choudhuri ก็ได้คำนวณปฏิกิริยาบนดวงอาทิตย์สำหรับวงรอบถัดไปซึ่งเรียกกันในหมู่นักดาราศาสตร์ว่าวงรอบที่ 24 พวกเขาเชื่อว่าปฏิกิริยาในวงรอบถัดไปจะมีความรุนแรงน้อยกว่าวงรอบปัจจุบันประมาณ 35% ซึ่งถ้าแบบจำลองนี้ถูกต้องก็จะเป็นเรื่องดีสำหรับระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมของมนุษย์ เพราะเป็นที่เชื่อกันว่าปฏิกิริยาที่รุนแรงบนดวงอาทิตย์เช่น solar flares และ coronal mass ejections จะทำให้เกิดพายุแม่เหล็กในชั้นบรรยากาศของโลก อย่างไรก็ตามในอีกไม่เกิน 4 หรือ 5 ปีข้างหน้า เมื่อวงรอบใหม่ของดวงอาทิตย์มาถึง ธรรมชาติ (ดวงอาทิตย์) ก็จะเป็นผู้ตัดสินว่าทฤษฎีของใครจะถูกต้องกว่ากัน


แหล่งข่าวจาก
- Physics Web: http://physicsweb.org/articles/news/11/4/7


ข้อมูลเพิ่มเติมจาก
- http://en.wikipedia.org/wiki/Sunspot
- http://solar.physics.montana.edu/YPOP/Spotlight/SunInfo/Structure.html
- http://www.columbia.edu/~ah297/unesa/sun/
- http://www.ufrsd.net/staffwww/Stefanl/tlrbse2002/sacpeak/structure/index.htm
- http://library.thinkquest.org/C002091/data/sun2eg.htm