สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวหางก็มีแสงเหนือใต้

ดาวหางก็มีแสงเหนือใต้

18 ธ.ค. 2563
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
องค์การอวกาศยุโรปได้ส่งยานโรเซตตาไปสำรวจดาวหาง 67 พี/ชูรูย์มอฟ-เกราซีเมนโค ระหว่างปี 2557-2559 ภารกิจได้สำเร็จลุล่วงไปอย่างงดงาม เป็นยานอวกาศลำแรกที่โคจรรอบดาวหางได้สำเร็จ ปล่อยยานลูกลงไปจอดบนนิวเคลียสดาวหางได้  ข้อมูลจากภารกิจนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้รู้จักดาวหางมากขึ้น มีการค้นพบใหม่ ๆ หลายอย่างเกิดขึ้นกับดาวหางดวงนี้ 

นิวเคลียสของดาวหาง 67 พี/ชูรูย์มอฟ-เกราซีเมนโค 


ล่าสุด โรเซตตาพบว่าดาวหาง 67 พี มีแสงเหนือใต้ด้วย

แสงเหนือใต้ เป็นปรากฏการณ์ที่ผู้คนทางแถบใกล้ขั้วโลกคุ้นเคยเป็นอย่างดี มองเห็นเป็นม่านแสงหลากสีลอยอยู่บนฟ้ายามค่ำคืน พลิ้วไหวไปมาดูสวยงาม แสงเหนือใต้บนโลกเกิดจากอนุภาคประจุไฟฟ้าในลมสุริยะถูกสนามแม่เหล็กโลกเบี่ยงเบนให้ไหลไปตามเส้นแรงแม่เหล็ก เมื่อไปถึงบริเวณที่เส้นแรงแม่เหล็กโลกตัดกับบรรยากาศซึ่งอยู่บริเวณขั้วโลก ก็จะปะทะกับโมเลกุลและอะตอมในบรรยากาศจนแตกเป็นไอออน ไอออนที่เกิดจากการกระตุ้นจึงเปล่งแสงออกมาหลากสี ปรากฏเป็นแสงเหนือใต้

บนดาวเคราะห์ดวงอื่นก็มีปรากฏการณ์แสงเหนือใต้เหมือนกัน เช่นดาวเสาร์ ดาวพฤหัสบดี ดาวอังคาร รวมถึงดวงจันทร์บริวารบางดวงอย่างยูโรปาและแกนีมีดของดาวพฤหับดี

ภาพตัดขวางของสนามแม่เหล็กโลก ลมสุริยะ (พื้นที่สีเหลือง/เทาทางซ้ายของภาพ) ถูกปกป้องและเบี่ยงเบนโดยสนามแม่เหล็กโลก (เส้นสีน้ำเงิน) อิเล็กตรอนในลมสุริยะถูกต้อนให้พุ่งเข้ามาตามเส้นแรงแม่เหล็กโลกเข้าทางขั้วแม่เหล็กโลก เมื่อปะทะเข้ากับบรรยากาศชั้นบนของโลกออกซิเจนและไนโตรเจนในบรรยกาศโลกชั้นบนจะเปล่งโฟตอนออกมาจนดูสว่าง ปรากฏเป็นแสงเหนือใต้
 (จาก Emmanuel Masongsong/UCLA EPSS/NASA)


กลไกการเกิดแสงเหนือใต้บนดาวหาง กระแสอิเล็กตรอนในลมสุริยะเข้าใกล้นิวเคลียสดาวหาง จะเร่งความเร็วขึ้นและชนเข้ากับโมเลกุลของแก๊สรอบนิวเคลียสจนแตกออกเป็นไอออน และเปล่งแสงออกมา  (จาก ESA (spacecraft: ESA/ATG medialab))


แสงเหนือใต้บนดาวหาง 67 พีมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เพราะเปล่งแสงในช่วงอัลตราไวโอเลตไกลซึ่งตามนุษย์มองไม่เห็น ค้นพบโดยสเปกโทรกราฟชื่ออลีซบนยานโรเซตตา

กลไกการเกิดแสงเหนือใต้บนดาวหาง 67 พีต่างจากที่เกิดขึ้นบนโลกที่มีสนามแม่เหล็กโลกเป็นตัวแปรสำคัญ แต่ดาวหางไม่มีสนามแม่เหล็ก อิเล็กตรอนในลมสุริยะจึงไม่ถูกเบี่ยงเบนโดยสนามแม่เหล็ก แต่ถูกเบี่ยงเบนและเร่งความเร็วด้วยสนามไฟฟ้ารอบดาวหาง เมื่ออิเล็กตรอนชนเข้ากับโมเลกุลน้ำในโคม่าของดาวหาง ทำให้โมเลกุลแตกออกเป็นอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจน และบางส่วนเรืองแสงอัลตราไวโอเลต เป็นกลไกที่คล้ายกับที่เกิดบนดวงจันทร์ยูโรปาและแกนีมีดของดาวพฤหัสดี

การที่ไม่มีสนามแม่เหล็กเข้ามาเกี่ยวข้อง อนุภาคประจุไฟฟ้าในลมสุริยะจึงไม่ถูกกวาดต้อนให้ไหลไปยังบริเวณขั้วแม่เหล็กดังเช่นที่เกิดบนโลก หากเรามองเห็นรังสีอัลตราไวโอเลตไกลได้ ก็จะมองเห็นเป็นแสงเรืองรอบดาวหาง 67 พีทั่วทั้งดวง ดังนั้นการเรียกการเรืองแสงบนดาวหางนี้ว่าแสงเหนือใต้ก็ไม่ค่อยถูกต้องเท่าใดนัก เพราะไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะขั้วเหนือขั้วใต้

ข้อแตกต่างอีกอย่างระหว่างแสงเหนือใต้บนดาวหางกับบนโลกก็คือ แสงเหนือใต้ของดาวหางเกิดขึ้นได้โดยไม่จำเป็นที่ลมสุริยะต้องรุนแรงระดับพายุ เพียงลมสุริยะระดับปกติก็เพียงพอให้เกิดแสงเหนือใต้ได้แล้ว