เมื่อดวงอาทิตย์ปล่อยพลังรุนแรง เปิดผลกระทบต่อโลก ในมุมที่คาดไม่ถึง

คีธ สตรอง นักฟิสิกส์ด้านพลังงานแสงอาทิตย์ เผยว่า เปลวพายุสุริยะอันทรงพลังได้รบกวนสัญญาณวิทยุ และสัญญาณนำทาง หรือ จีพีเอส ทั่วอเมริกาเหนือ ในวันจันทร์ที่ 7 สิงหาคม 2566 ที่ผ่านมา โดยการปะทุของดวงอาทิตย์ครั้งล่าสุดนี้ รุนแรงที่สุดเป็นระดับ 3 จากสูงสุดระดับ 5 ส่งผลกระทบทำให้คลื่นวิทยุ R3 ดับในฝั่งที่เกิดแสงจ้าบนโลก คือ พื้นที่ส่วนใหญ่ในสหรัฐฯ แคนาดา และมหาสมุทรแปซิฟิก โดยคลื่นความถี่ต่ำกว่า 5 เมกกะเฮิร์ซได้รับผลกระทบมากที่สุด 

หน่วยงานพยากรณ์อากาศของสหราชอาณาจักร เผยข้อมูลสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ พบว่า เปลวพายุสุริยะปะทุออกมาจากกลุ่มจุดดับบนดวงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุด และเคลื่อนไหวมากที่สุด และเกิดขึ้นเพียงสองวันหลังจากการปะทุที่ค่อนข้างอ่อนลงในวันเสาร์ที่ 5 สิงหาคมที่ผ่านมา ซึ่งแสงปะทุที่ทรงพลัง 2 ครั้งนี้ ดวงอาทิตย์ยังปล่อยแสงปะทุระดับปานกลางหลายครั้งในช่วงไม่กี่วันมานี้ โดยปะทุ 3 ครั้งใน 24 ชั่วโมงที่ผ่านมา

สำนักงานอุตุนิยมวิทยาสหราชอาณาจักรออกคำเตือน เนื่องจากมีอนุภาคสุริยะที่มีประจุไฟฟ้าอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งเป็นผลมาจากการปะทะโดยตรง ซึ่งหากปะทะรุนแรงอนุภาคประจุไฟฟ้าอาจก่อให้เกิดอันตรายจากการแผ่รังสี ต่อนักบินอวกาศในห้วงอวกาศ ตลอดจนผู้โดยสารและลูกเรือบนเครื่องบินที่เดินทางข้ามบริเวณขั้วโลก รวมทั้งยังสามารถทำลายดาวเทียมในวงโคจรได้ แต่การปะทุในปัจจุบันเป็นเหตุการณ์ระดับ 1 ที่ไม่รุนแรง และค่อนข้างไม่เป็นอันตราย 

เหตุการณ์พายุสุริยะอย่างรุนแรง จะเรียกว่า โซลาร์แฟลร์ มีพลังทำลายล้างขั้นสูงสุด เทียบเท่าระเบิดนิวเคลียร์ชนิด 1 เมกะตัน 10,000 ล้านลูก เคยเกิดขึ้นเมื่อ 164 ปีก่อน ทำให้สายโทรเลขลัดวงจรจนเกิดเพลิงไหม้ในหลายพื้นที่ในยุโรปและอเมริกา และอีกครั้งเมื่อกลางปีพ.ศ. 2532  เกิดไฟฟ้าดับทั่วเมืองควิเบก ของแคนาดา ยาวนานกว่า 9 ชั่วโมง และในอดีตเคยมีดาวเทียมหลายดวงได้รับความเสียหายเพราะพายุสุริยะ

องค์การอวกาศยุโรป และนาซา ก็มีการสังเกตความเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์เช่นกัน โดยใช้ยานสำรวจ "โซลาร์ ออร์บิเทอร์" ซึ่งเป็นยานสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ที่นาซา และองค์การอวกาศยุโรปร่วมมือกัน ทะยานขึ้นจากโลกเมื่อช่วง ก.พ. ปี พ.ศ. 2563 หน้าที่ของยานลำนี้ก็คือไปถ่ายภาพบริเวณขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงอาทิตย์ เป็นการเก็บภาพระยะใกล้ที่สุด ที่ไม่เคยมีผู้ใดเห็นมาก่อน

"โซลาร์ ออร์บิเทอร์" จะโคจรในระยะห่างจากดวงอาทิตย์ 42 ล้านกิโลเมตร เป็นระยะที่อุณหภูมิความร้อนอาจสูงถึง 600 องศาเซลเซียส แต่ยานจะมีเกราะกำบังไททาเนียมขนาดใหญ่กันความร้อนอยู่ ทั้งนี้ นักวิจัยหวังว่า ความรู้ที่ได้จากยานโซลาร์ ออร์บิเทอร์ จะช่วยพัฒนาระบบทำนายการเกิดพายุสุริยะได้ดีขึ้น

เมื่อวันที่ 5 สิงหาคม 2566 ที่ผ่านมา ด็อกเตอร์ เมเฮอร์ อัน นิสา (Meher Un Nisa) นักวิทยาศาสตร์ระดับปริญญาเอก ของมหาวิทยาลัยมิชิแกน เผยแพร่งานวิจัย ผ่านวารสาร Physical Review Letters ยืนการตรวจพบการปล่อยรังสีแกมมาในปริมาณที่มากเป็นพิเศษของดวงอาทิตย์ โดยความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมา ถือเป็นการแผ่รังสีที่มีพลังงานสูงที่สุดของดวงอาทิตย์เท่าที่เคยมีการบันทึกไว้ 

นักวิจัยพบว่า รังสีแกมครั้งนี้มีพลังงานสูงถึงเกือบ 10 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งเป็นระดับที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยคาดคิดมาก่อน เนื่องจากในอดีตไม่เคยมีผู้ใดทราบว่า ดวงอาทิตย์เราจะสามารถแผ่พลังงานแสงได้ร้อนแรงถึงขนาดนั้น จึงถือเป็นแสงอาทิตย์ที่ทรงพลัง ทำลายสถิติสูงสุดที่เคยบันทึกไว้ที่ 1 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์

ทีมผู้วิจัยยังไม่ทราบแน่ชัดว่า เหตุใดแสงอาทิตย์จึงทรงพลังเพิ่มขึ้นหลายเท่าในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แม้ในปัจจุบันดวงอาทิตย์ได้เข้าสู่วัฏจักรสุริยะรอบใหม่ ซึ่งนับเป็นรอบที่ 25 ไปแล้ว และกำลังอยู่ในช่วงเข้าใกล้การปะทุพลังงานระดับสูงสุดภายในสิ้นปีนี้ ตามวงจรทุก 11 ปี

อย่างไรก็ตามรังสีเหล่านี้ไม่สามารถทำร้ายโลกได้ แต่เป็นปรากฏการณ์สำคัญต่อหลักการฟิสิกส์สุริยะ โดยเฉพาะเรื่องบทบาทของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ 

ทีมวิจัยศึกษาเรื่องนี้ ผ่านกล้องเลนส์ชนิดพิเศษของหอดูดาว High-Altitude Water Cherenkov Observatory หรือ HAWC หอดูดาวพิเศษที่ใช้อุปกรณ์เป็นแทงก์บรรจุน้ำ 200 ตัน จำนวน 300 ถัง ตรวจวัดปริมาณรังสีแกมมาจากห้วงอวกาศก่อนตกกระทบพื้นโลก

หอดูดาวพิเศษนี้ออกแบบไว้เพื่อสังเกตอนุภาคที่เกี่ยวข้องกับรังสีแกมมาและรังสีคอสมิกพลังงานสูง ซึ่งอนุภาคของรังสีทั้งสองชนิดถือว่ายังมีความลึกลับเพราะไม่ทราบจุดเริ่มต้นที่ชัดเจน 

ภาพจาก NASA และ ESA