ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์มีการลุกจ้ารุนแรงมากทุกร้อยปี
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์เจ้าอารมณ์ เมื่อปีนี้มันแสดงความหงุดหงิดผ่านพายุสุริยะที่รุนแรงอย่างไม่ปกติออกมา บางส่วนยังนำไปสู่แสงเหนือใต้ที่ตระการตาปรากฏแม้กระทั่งในเขตละติจูดต่ำ แต่ดาวฤกษ์ของเราจะเคยเกรี้ยวกราดได้มากกว่านี้หรือไม่
หลักฐานความเกรี้ยวกราดแบบสุดๆ ของดวงอาทิตย์อาจพบได้ในเนื้อไม้ยุคก่อนประวัติศาสตร์และในตัวอย่างน้ำแข็งจากธารน้ำแข็งที่มีอายุหลายพันปี อย่างไรก็ตาม จากแหล่งโดยอ้อมเหล่านี้ ก็ยังไม่สามารถประเมินความถี่ของซุปเปอร์แฟลร์(superflares) ได้ และการตรวจสอบปริมาณการแผ่รังสีที่มาถึงโลกจากดวงอาทิตย์โดยตรง ก็เพิ่งทำได้ในช่วงเริ่มต้นยุคอวกาศเหล่านั้น
อีกวิธีที่จะเรียนรู้พฤติกรรมในระยะยาวของดวงอาทิตย์ ก็คือการตรวจสอบดาวฤกษ์อื่นอย่างที่เป็นในการศึกษาใหม่นี้ งานเผยแพร่ในวารสาร Science กล้องโทรทรรศน์อวกาศสมัยใหม่ได้สำรวจดาวฤกษ์หลายล้านดวงและบันทึกการแปรผันความสว่างในช่วงแสงตาเห็นไว้ ซุปเปอร์แฟลร์ซึ่งปลดปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลถึง 1 พันล้านล้านล้านล้านจูลภายในเวลาอันสั้นมากๆ ปรากฏในชุดข้อมูลเป็นความสว่างที่พุ่งสูงขึ้นเป็นเวลาสั้นๆ
เราไม่สามารถสำรวจดวงอาทิตย์ได้หลายพันปี ศจ ดร Sami Solanki ผู้อำนวยการสถาบันมักซ์พลังค์และผู้เขียนร่วม อธิบายแนวความคิดพื้นฐานเบื้องหลังการสำรวจนี้ อย่างไรก็ตาม เราสามารถจับตาดูพฤติกรรมของดาวหลายพันดวงที่คล้ายกับดวงอาทิตย์อย่างมากในช่วงเวลาสั้นมากๆ แทน นี่ช่วยเราให้ประเมินว่าเกิดซุปเปอร์แฟลร์บ่อยแค่ไหน
การลุกจ้าของดวงอาทิตย์แบบรุนแรงพอสมควรเหตุการณ์หนึ่งที่เกิดขึ้นในวันที่ 2 ตุลาคม 2014 ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดงดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ปะทุซุปเปอร์แฟลร์ให้เห็นได้ในแสงช่วงตาเห็น
ในการศึกษางานล่าสุด ทีมซึ่งรวมถึงนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยกราซในออสเตรีย, มหาวิทยาลัยอูลูในฟินแลนด์, หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น, มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และคณะกรรมการพลังงานปรมาณูและทางเลือกแห่งปารีส ซาแคลร์ และมหาวิทยาลัยปารีสซีต วิเคราะห์ข้อมูลจากดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ 56450 ดวงที่จับตาดูโดยกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ของนาซาตั้งแต่ปี 2009 ถึง 2013
โดยรวมแล้ว ข้อมูลจากเคปเลอร์ให้หลักฐานเทียบเท่ากิจกรรมดาว 220,000 ปี ศจ ดร Alexander Shapiro จากมหาวิทยาลัยกราซ กล่าว ที่สำคัญอย่างยิ่งจากการศึกษานี้ก็คือ การเลือกดาวอย่างระมัดระวัง หลังจากนั้น ดาวทั้งหมดที่ถูกเลือกก็น่าจะมีความใกล้ชิดเป็นพิเศษกับดวงอาทิตย์ของเรา นักวิทยาศาสตร์จะเลือกเฉพาะดาวที่มีอุณหภูมิพื้นผิวและความสว่างใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์เท่านั้น
นักวิจัยยังกำจัดแหล่งความผิดพลาดมากมาย เช่น การแผ่รังสีในอวกาศ, ดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางที่ผ่านหน้า เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ที่ไม่คล้ายกับดวงอาทิตย์ในภาพเคปเลอร์แต่อาจจะเกิดการลุกจ้าในละแวกใกล้กับดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ ทีมต้องวิเคราะห์ภาพสิ่งที่อาจเป็นซุปเปอร์แฟลร์อย่างระมัดระวัง ซึ่งมีขนาดเพียงไม่กี่พิกเซลเท่านั้น และจะนับเฉพาะเหตุการณ์ที่น่าเชื่อถือว่าจริงกับดาวเพียงไม่กี่ดวง
ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยได้จำแนกซุปเปอร์แฟลร์ 2889 ครั้งจากดาว 2527 ดวงจากกลุ่ม 56450 ดวงที่สำรวจ นี่หมายความว่าโดยเฉลี่ยแล้ว จะมีดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ 1 ดวงสร้างซุปเปอร์แฟลร์ขึ้นราว 1 ครั้งทุกๆ หนึ่งร้อยปี ดร Allan Sacha Brun ผู้เขียนร่วมอีกคนกล่าวว่า การคำนวณไดนาโมประสิทธิผลสูงจากดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์เหล่านี้ ก็อธิบายกำเนิดของพลังงานมหาศาลจากแม่เหล็กในช่วงซุปเปอร์แฟลร์นี้ได้ไม่ยากนัก
เปรียบเทียบภาพแสดงขนาดของการลุกจ้าของดวงอาทิตย์(solar flare) กับซุปเปอร์แฟลร์(superflare)
เราต้องประหลาดใจอย่างมากว่าดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์มีซุปเปอร์แฟลร์ค่อนข้างบ่อย ดร Valeriy Vasilyev ผู้เขียนหลักจากสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อการวิจัยระบบสุริยะ(MPS) กล่าว การสำรวจก่อนหน้านี้โดยทีมวิจัยอื่น ได้พบความถี่เฉลี่ย 1 ครั้งต่อหนึ่งพันปีหรือกระทั่งหนึ่งหมื่นปี อย่างไรก็ตาม การศึกษาก่อนหน้านี้ไม่สามารถตรวจสอบแหล่งซุปเปอร์แฟลร์ที่แน่ชัด และจึงจำกัดแค่ดาวที่ไม่ได้อยู่ใกล้กับเพื่อนบ้านใดๆ มากเกินไปในภาพจากกล้อง การศึกษาปัจจุบันจึงแม่นยำที่สุดและไวที่สุดเท่าที่เคยทำมา
การศึกษาอื่นยังบอกถึงช่วงห่างเฉลี่ยระหว่างกิจกรรมสุริยะแบบสุดขั้ว ที่นานกว่า โดยตรวจสอบหลักฐานพายุสุริยะรุนแรงที่กระทบโลก เมื่อมีอนุภาคทรงพลังจำนวนมากเป็นพิเศษจากดวงอาทิตย์มาถึงชั้นบรรยากาศโลก ก็จะสร้างอะตอมกัมมันตรังสีในจำนวนที่ตรวจจับได้ เช่น ไอโซโทปคาร์บอน-14 อะตอมเหล่านี้ก็จะสะสมในธรรมชาติเช่น ในวงปีต้นไม้ และน้ำแข็งในธารน้ำแข็ง แม้จะอีกหลายพันปีต่อมา ก็สามารถระบุระดับอนุภาคสุริยะพลังงานสูงมากที่พุ่งขึ้นอย่างฉับพลันได้โดยตรวจสอบปริมาณคาร์บอน 14
ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยก็สามารถจำแนกเหตุการณ์อนุภาคสุริยะที่สุดขั้ว 5 ครั้งและว่าที่อีก 3 ครั้งภายในช่วงหนึ่งหมื่นสองพันปีหลังของยุคโฮโลซีน(Holocene) ซึ่งนำไปสู่อัตราเฉลี่ยที่หนึ่งครั้งในทุก 1500 ปี โดยครั้งที่รุนแรงที่สุดเชื่อว่าเกิดขึ้นในปี คศ 775 อย่างไรก็ตาม ก็ยังดูเป็นไปได้ที่จะมีอนุภาคที่รุนแรงลักษณะนี้อีก และยังอาจมีซุปเปอร์แฟลร์เกิดขึ้นจากดวงอาทิตย์ได้มากกว่านี้ในอดีต
ยังคงไม่แน่ชัดว่าการลุกจ้าครั้งรุนแรงมีความเกี่ยวข้องกับการผลักมวลในชั้นโคโรนา(coronal mass ejections; CMEs) หรือไม่ และมีความสัมพันธ์ระหว่างซุปเปอร์แฟลร์ กับอนุภาคสุริยะสุดขั้วอย่างไร นี่ยังต้องสืบสวนต่อไป ศจ ดร Ilya Usoskin จากมหาวิทยาลัยอูลู ฟินแลนด์ ระบุ การตรวจสอบหลักฐานบนโลกเพื่อหาเหตุการณ์สุริยะที่สุดขั้วในอดีตจึงน่าจะให้ความถี่ซุปเปอร์แฟลร์ที่ต่ำกว่าความเป็นจริง
และการศึกษาใหม่ก็ไม่ได้เผยว่าครั้งหน้าดวงอาทิตย์จะพิโรธเมื่อใด อย่างไรก็ตาม ผลสรุปได้เตือนว่าข้อมูลใหม่เป็นเพียงการเตือนว่า กิจกรรมสุริยะที่สุดขั้วที่สุดก็ยังเป็นแค่บทละคร ดร Natalie Krivova จาก MPS กล่าว
ในระหว่างเหตุการณ์คาร์ริงตัน(Carrington event) ปี 1859 ซึ่งเป็นหนึ่งในพายุสุริยะ(และมี CME ด้วย) ที่รุนแรงที่สุดครั้งหนึ่งในรอบ 200 ปี เครือข่ายโทรเลขล่มเป็นวงกว้างในพื้นที่ตอนเหนือของยูโรปและอเมริกาเหนือ จนถึงระเบิดกลายเป็นไฟไหม้ ในขณะที่สามารถสำรวจแสงเหนือได้ไกลถึงคิวบาและฮาวาย จากที่ประเมินไว้ การลุกจ้าที่เกี่ยวข้องยังปล่อยพลังงานเพียงหนึ่งในร้อยของซุปเปอร์แฟลร์เท่านั้น
Carrington event image credit: ScienceKonek
และยังมีพายุแม่เหล็ก(geomagnetic storm) ครั้งใหญ่ในปี 1989 ซึ่งก็ส่งผลต่อสายไฟฟ้าและทำให้ไฟดับ ทุกวันนี้ นอกเหนือจากสาธารณูปโภคบนพื้นผิวโลกแล้ว ดาวเทียมทั้งหลายก็มีความเสี่ยงเป็นพิเศษ
การลุกจ้าปกติก็ยังมีผลกระทบด้วย พวกมันอาจจะรบกวนการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุความถี่สูง โดยเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นในชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่คลื่นวิทยุต้องหักเห อย่างไรก็ตาม พายุแม่เหล็กครั้งที่รุนแรงที่สุดเท่าที่เคยบันทึกมาก็มีทั้งการลุกจ้า(solar flare) และ CME จึงสมเหตุสมผลที่จะตะหนักถึงกิจกรรมซุปเปอร์แฟลร์ที่อาจเกิดจากดวงอาทิตย์
การเตรียมตัวที่สำคัญที่สุดสำหรับพายุสุริยะที่รุนแรงจึงเป็นการพยากรณ์อย่างแม่นยำและก่อนเวลา เมื่อมีการเตือน ดาวเทียมก็น่าจะปิดสวิตช์ สำหรับในปี 2031 ยานวิจิลขององค์กรอวกาศยุโรป ก็จะช่วยในการพยากรณ์นี้ ซึ่งจากตำแหน่งการสำรวจของยาน มันจะตรวจสอบดวงอาทิตย์จากด้านข้างและเตือนได้เร็วกว่ายานในวงโคจรรอบโลก
แหล่งข่าว phys.org : observations suggest sun-like stars emit superflares once per century
sciencealert.com : our Sun could be overdue for a violent superflare, study warns
iflscience.com : every 100 years, stars like our Sun eject superflares more powerful than a trillion nukes
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
