Stardust Memory

ไม่ใช่มาเฟียทีไหน  แต่ดวงอาทิตย์ก็มีอาณาเขตที่ใครข้างนอก "อย่าแหยม" เช่นกัน 

มันเป็นอาณาเขตที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่มันมีอยู่จริง ในขณะที่ดวงอาทิตย์ทำตัวเป็นพี่ใหญ่คอยปกป้องลูกน้องคนสนิทดาวเคราะห์ (planet)ทั้ง 9  เอ๊ะ ไม่ใช่นิ นอกเล็กคนสุดท้องที่ชื่อโรมันว่าพลูโต(Pluto) ชื่อกรีกว่าฮาเดส(Hades) ถูกปลดออกไปจากกลุ่มจนเหลือ 8 แล้ว  กลายเป็นกลุ่มลูกกระจ๊อกของโฮคุโตะ(หากไม่เข้าใจแก๊กนี้ กรุณาไปอ่าน คุโรมาตี้ โรงเรียนคนบวม เพิ่มเติม)  หรือดาวเคราะแคระห์(dwarf planet) เพียงเพราะบังอาจหือกับอาเธน่าและเหล่าเซนต์เด็กเส้น (ไม่ใช่แล้ววววววว)

 ถ้าใครยังจำกันได้ถึง Entry เก่าก่อน ที่อธิบายว่าดวงอา่ทิตย์ปลดปล่อยลมสุริยะ(Solar Wind)  อันเป็นกระแสของอนุภาคมีประจุ เช่น โปรตอน อิเลคตรอน อิออนบวกของธาตุ เป็นต้น  ออกมาจากดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลา เร็วบ้างช้าบ้าง หนาแน่นมากหนาแน่นน้อย ไปตามเืรื่อง  ด้วยอัตราเร็วเฉลี่ย 400 กิโลเมตรต่อวินาที  ทว่า ไม่ใช่แค่ดวงอาทิตย์ของเราเท่านั้นที่มีกระแสอนุภาคพวกนี้  ดาวฤกษ์อื่นๆ เค้าก็ต้องมีเหมือนกัน แต่เราเรียกว่า "ลมดาวฤกษ์" (Stellar Wind)  

credit:Courtesy of J.R. Jokipii

 ภาพด้านบนคือการจำลองเหตุการณ์ด้วยน้ำ(ของไหล) โดยให้กระแสน้ำที่ไหลมาจากทางซ้ายคือ "ลมดาวฤกษ์" ที่มาจากดาวฤกษ์ดวงอื่นๆ ภายในกาแลกซีทางช้างเผือก    ส่วนลมสุริยะจำลองด้วยการปล่อยน้ำจากก๊อกน้ำ(ปลายสีเหลือง) ให้ไหลตกลงไป น้ำที่ไหลออกจากก๊อกเมือกระทบพื้นจะแผ่กระจายออกไปทุกทิศทุกทาง สมมติว่าเหมือนลมสุริยะ   เมื่อกระแสน้ำจากทางซ้ายปะทะกับน้ำจากก๊อกน้ำที่แผ่กระจายบนพื้น ก็เหมือนกับลมดาวฤกษ์ปะทะกับลมสุริยะ   ในภาพก็จะเกิดแนวปะทะที่ขอบนอกนั่นเอง  โดยกระแสลมดาวฤกษ์บางส่วนไม่อาจเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ได้(โดนเบี่ยงไปทางอื่น)  หลังแนวปะทะด้านหน้าคือ  heliosheath   ถัดเข้ามาคือ Termination Shock อันเป็นอาณาเขตคล้ายฟอลสบู่ห่อหุ้มระบบสุริยะไว้   ซึ่งถือเป็นเขตที่ดวงอาทิตย์บอกว่า  "ห้ามแหยมเข้ามานะเฟ้ย"(แต่ก็มีรังสีคอสมิคที่ลองดี ทะลุเข้ามาได้)

 credit: Credit: NASA/Walt Feimer

ภาพด้านบนเป็นภาพจำลอง Heliosphere ของดวงอาทิตย์ ตรงกลางสว่างๆ สีขาวคือดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ถัดออกมาเป็นอาณาเขตที่เรียกว่า Termination Shock  ซึ่งลมสุริยะจะช้าลงพร้อมทั้งมีความหนาแน่นสูงขึ้นและร้อนขึ้นเพราะต้องบีบอัดกับลมดาวฤกษ์    ถัดออกคือ Heliosheath ซึ่งจะมีขอบเขตถึงแค่ Heliopause เท่านั้น  ถัดออกไปคือ  คือแนวปะทะด้านนอกของลมสุริยะกับลมดาวฤกษ์ที่เรียกว่า Bow Shock

อย่างไรก็ตามแม้จะมีเขตอิทธิพลของลมสุริยะป้องกันดาวเคราะห์เอาไว้  แต่็ก็ัยังมีอนุภาคมีประจุพลังงานสูงจากนอกระบบสุริยะ  หรือรังสีคอสมิค(cosmic ray) ส่วนหนึ่งสามารถพุ่งทะลุแนวปะทะ เข้ามาภายในระบบสุริยะรอบใน หรือแม้แต่โลกได้   แต่ไม่ต้องเป็นห่วงไป สำหรับโลกซึ่งมีสนามแม่เหล็กอันเข้มข้นของโลกและก๊าซในชั้นบรรยากาศ  จะช่วยกรองหรือลดพลังงานของอนุภาคอันตรายเหล่านั้นได้  แต่ที่พลังงานเยอะจริงๆ หลุดรอดเข้ามาก็จะชนกับชั้นบรรยากาศเกิดอนุภาคนิวตรอน ซึ่งสามารถวัดได้ โดยสถานีตรวจวัดนิวตรอนที่กระจายอยู่ทั่วโลก  สำหรับประเทศไทยก็มีที่ ดอยอินทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่(สถานีตรวจวัดนิวตรอนสิรินธร)

เพื่อยืนยันขนาดของ Termination Shock  มนุษย์ได้ส่งยานอวกาศ Voyager 1 และ 2 ออกไปสำรวจด้วย หลังจากการเดินทางนับ 25 ปี เมือปี 2005  Voyager 1 ที่เดินทางขึ้นไปทางเหนือ (รูปด้านบน)   พบ Termination Shock อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 94 หน่วยดาราศาสตร์(Astronomical Unit : 1AU  = ระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์)    แต่ Voyager 2ที่ไปทางใต้ แม้จะไปถึงเขต Termination Shock ภายหลัง Voyager 1 แต่กลับพบว่าขอบเขตดังกล่าวห่างจากดวงอาทิตย์ 84 หน่วยดาราศาสตร์เท่านั้น!! เอาล่ะสิปัญหามาแล้ว ทำไมมันไม่สมมาตร(ไม่เท่ากันล่ะนี่) แค่ต่างกันไม่กี่ล้านกิโลเมตรก็ว่าไปอย่าง  นี่ต่างกันระดับ 10 AU เชียวนะ   งานเข้าแล้วไงล่ะนักดาราศาสตร์ (แต่ก็ดีมีงานก็มีเงิน   มีงานเข้าย่อมดีกว่าไม่มีงานเข้า)

ปัญหาดังกล่าวอาจอธิบายได้โดย  สองสมมติฐานคือ 

1. ลมดาวฤกษ์จากทางใต้   มีความรุนแรงกว่าทางเหนือ ทำให้แนว Termination shock ถูกบีบอัดเข้าไปได้มากกว่าทางเหนือและให้ผลต่างถึง 10AU ทีเดียว   ดังนั้นถ้าจะพิสูจน์คงต้องส่งไปอีกลำสองลำละกัน  (แล้วเราก็รอกันอีกสัก 10 กว่าปี กว่าจะได้คำตอบ หรืออาจจะเร็วกว่านั้น เพราะยาน Horizon กำลังเดินทางไปสำรวจดาวพลูโต  เสร็จงานสำรวจพลูโต ก็สั่งให้เดินทางออกเป็นระยะอย่างน้อย 50 AU ก็ถึง Termination Shock แล้ว) 

2. ลมสุริยะในปัจจุบันอ่อนกำลังลง จากข้อมูลล่าสุด ที่ space.com  พบว่าลมสุริยะ ณ ช่วงปัจจุบันนี้ มีความดันและความหนาแน่นลดลงจากช่วงเวลาเดียวกัน ในวัฏจักรสุริยะ 11 ปี (11 yrs Solar Cycle) เมื่อ 11 ปีก่อน  ถึงร้อยละ 20 ถึง 25     เมื่อความดันกับความหนาแน่นออกลดลงแบบนี้ (เหมือนเจ้าพ่อเริ่มอ่อนแอ)  ก็แสดงว่าลมดาวฤกษ์(เจ้าพ่อรายอื่นๆ ) จะสามารถบีบอาณาเขต Termination Shockใ้ห้เล็กลงไปอีกได้ (ลดพื้นที่หากิน)     เมื่อยาน Voyager 2 ไปถึงขอบ Termination Shock ทีหลัง Voyager 1 จึงพบว่าขอบด้านใต้ัใกล้ดวงอาทิตย์กว่าทางเหนือ         อย่างไรก็ตาม คงต้องรอการพิสูจน์ด้วยการคำนวณหรือการจำลองโดยคอมพิวเตอร์ โดยอาศัยตัวเลขอัตราเร็วลมสุริยะทีวัดได้ในปัจจุับัน เพื่อหาขนาดของ Termination shock ทางทฤษฎีเสียก่อน หากผลการคำนวณและการสังเกตการณ์โดยยาน Voyager สอดคล้องกัน  สมมติฐานนี้อาจจะเป็นคำตอบของปัญหานี้(อย่างน้อยก็ในช่วงนี้)

แถมท้ายการแสดงระบบสุริยะตามแนวขวาง

มาตราส่วนในภาพ  ตามสเกล log ฐาน 10  สมมติว่าจากดวงอาทิตย์ไปที่โลกต้องก้าวเท่้า 1  ก้าว  เดินไปอีก 9 ก้าว  กว่าจะถึงดาวเสาร์ และบวกไปอีก  90 ก้าว จึงจะถึงบริเวณ Termination Shock  , Heliopause และ Bow Shocks ไกลมั๊ยๆ  1 Au แค่  149,598,000 กิโลเมตร เท่านั้น

แนะนำให้เพิ่มเติม

http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7200/full/7200xib.html

http://voyager.jpl.nasa.gov/

http://www.space.com/scienceastronomy/080923-ulysses-solar-wind.html