สมาคมดาราศาสตร์ไทย

สาระเก็บตก จากมหกรรมแสงเหนือ

สาระเก็บตก จากมหกรรมแสงเหนือ

13 พฤษภาคม 2567 โดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 26 พฤษภาคม 2567
สุดสัปดาห์ (11-12 พฤษภาคม 2567) ที่ผ่านมา เรื่องหนึ่งที่เป็นที่กล่าวถึงกันมากก็คือเรื่องของแสงเหนือที่มีการพบเห็นกันในหลายส่วนของโลก มีการแชร์การโพสภาพแสงเหนือสุดตระการตากันเกลื่อนเฟซบุ๊ก และแฮตช์แท็ก #พายุสุริยะ ก็ติดอันดับในเอกซ์อยู่นาน

ปรากฏการณ์ดังกล่าวนอกจากสร้างความตื่นตาตื่นใจแล้ว ยังทำให้เกิดคำถามต่าง ๆ ตามมา ว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นอันตรายหรือไม่ มีการกล่าวถึงคำว่าพายุแม่เหล็กโลก โดยอ้างว่าจะทำให้เกิดอันตรายหลายอย่าง ทั้งทำให้ไฟดับ ทำให้อินเทอร์เน็ตขัดข้อง บ้างก็กล่าวว่ามีผลต่อสุขภาพด้วย 

ต่อไปนี้คือข้อเท็จจริงที่ควรทราบเกี่ยวกับพายุสุริยะ

พายุสุริยะคืออะไร เกี่ยวข้องกับแสงเหนืออย่างไร

ดวงอาทิตย์แผ่รังสีต่าง ๆ ออกมาในรูปรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยรังสีความร้อน แสงสว่าง รังสีเอกซ์ และอื่น ๆ นอกจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วยังมีกระแสของอนุภาคพลังงานสูงพัดออกมาด้วย กระแสอนุภาคพวกนี้เรียกว่าลมสุริยะ บางครั้งบนดวงอาทิตย์เกิดจากการปะทุรุนแรง ทำให้เกิดลมสุริยะในปริมาณและความรุนแรงกว่าปกติ เรียกว่า พายุสุริยะ 

แสงเหนือ จากประเทศไอซ์แลนด์ (จาก ทพญ. ดร. ปัณฑ์ชนิต จินดาโรจนกุล)

เนื่องจากอนุภาคในลมสุริยะเป็นอนุภาคประจุไฟฟ้า จึงมีอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็ก และโลกเราก็มีสนามแม่เหล็กโลกห่อหุ้ม เมื่อพายุสุริยะพัดมาใกล้โลกก็จะเกิดอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กโลก สำแดงฤทธิ์เดชออกมาเป็นปรากฏการณ์ต่าง ๆ และหนึ่งในนั้นก็คือ เกิดแสงเหนือใต้

เมื่ออนุภาคประจุไฟฟ้ามาปะทะกับสนามแม่เหล็กโลก ตัวอนุภาคจะเปลี่ยนทิศทางแล้ววิ่งไปตามเส้นแรงแม่เหล็กโลก จนไปปะทะกับบรรยากาศโลกที่บริเวณใกล้ขั้วแม่เหล็กโลกทั้งสอง การปะทะนี้ทำให้บรรยากาศโลกที่ถูกอนุภาคจากดวงอาทิตย์ปะทะจะเรืองแสงขึ้นดังที่เราเรียกกันว่าแสงเหนือใต้นั่นเอง

แอนิเมชันแสดงกลไกการเกิดแสงเหนือใต้ (จาก NASA)


โปรดสังเกตว่า ในคำอธิบายจะใช้คำว่า ขั้วแม่เหล็กโลก ไม่ใช่ ขั้วโลก ขั้วแม่เหล็กโลกเป็นจุดบนพื้นโลกที่เส้นแรงแม่เหล็กโลกตั้งฉากกับพื้นพอดี ส่วนขั้วโลกคือขั้วของแกนหมุนรอบตัวเองของโลก ปรากฏการณ์จากพายุสุริยะเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กโลก จึงอ้างอิงถึงขั้วแม่เหล็กโลกเป็นหลัก ปัจจุบันขั้วเหนือแม่เหล็กโลกอยู่ทางทะเลอาร์กติก ค่อนมาทางไซบีเรีย ส่วนขั้วใต้แม่เหล็กโลกอยู่ในทะเลใกล้ทวีปแอนตาร์กติกา

ขั้วเหนือแม่เหล็กโลกไม่ได้อยู่ที่ขั้วโลกเหนือ ขั้วใต้แม่เหล็กโลกไม่ได้อยู่ที่ขั้วโลกใต้ แต่มีเยื้องตำแหน่งเล็กน้อย สังเกตว่าขั้วแม่เหล็กโลกที่อยู่ใกล้ขั้วโลกเหนือคือขั้วแม่เหล็กใต้ และขั้วแม่เหล็กโลกที่อยู่ใกล้ขั้วโลกใต้คือขั้วแม่เหล็กเหนือ 

พายุสุริยะเป็นอันตรายหรือไม่?

แม้อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ถูกบรรยากาศโลกสกัดไว้หมด เราอยู่บนพื้นโลกจึงไม่ได้รับผลกระทบโดยตรง คนที่ต้องคิดมากคือมนุษย์อวกาศที่อยู่นอกชั้นบรรยากาศโลก เช่นพวกที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่บนสถานีอวกาศ ช่วงเวลาที่เกิดพายุสุริยะมนุษย์อวกาศจะหลีกเลี่ยงการออกมาปฏิบัติงานนอกสถานี การอยู่ในสถานีแม้จะยังได้รับระดับรังสีมากกว่ามนุษย์บนพื้นโลก แต่ก็ยังอยู่ในระดับที่ปลอดภัย

ดาวเทียมหรือยานอวกาศต่าง ๆ ที่อยู่นอกชั้นบรรยากาศ ก็ตกเป็นเป้านิ่งให้พายุสุริยะโจมตีเช่นกัน ดังนั้นผู้สร้างดาวเทียมจะต้องคำนึงถึงความเสี่ยงด้านนี้ด้วย การสร้างดาวเทียมหรือยานอวกาศก็ต้องออกแบบให้มีระบบป้องกันที่ดีพอ แม้กระนั้นก็ยังมีดาวเทียมที่เสียหายจากพายุสุริยะโจมตีอยู่เนือง ๆ 

รังสีเอกซ์ที่รุนแรงจากพายุสุริยะอาจรบกวนบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ ทำให้สมบัติในด้านการสะท้อนคลื่นวิทยุเปลี่ยนไป ส่งผลให้การสื่อสารวิทยุคลื่นสั้นที่อาศัยหลักการสะท้อนบรรยากาศถูกรบกวน ผลคืออาจทำให้ระยะการสื่อสารลดลง คลื่นอ่อนกำลังลง หรืออาจมีทิศทางเบี่ยงเบนไปจากปกติได้

กระแสอนุภาคพลังงานสูงจากพายุสุริยะจะทำให้สนามแม่เหล็กโลกปั่นป่วน จนเกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าขึ้นบนตัวนำไฟฟ้าบนพื้นโลกที่มีความยาวมาก ๆ เช่น สายส่งไฟฟ้าแรงสูง ท่อส่งแก๊ส สายไฟเลี้ยงของเคเบิลใยแก้วใต้น้ำ ซึ่งหากกระแสเหนี่ยวนำนี้เกิดขึ้นรุนแรงเกินกว่าระบบจะรับได้ก็จะเกิดความเสียหาย เช่นหม้อแปลงระเบิด ไฟไหม้ หรืออุปกรณ์เสียหาย และในอดีตเหตุการณ์ความเสียหายเหล่านี้ก็เคยเกิดขึ้นมาแล้วหลายครั้ง เช่นที่ควิเบกประเทศแคนาดาในปี 2532 ที่สวีเดนและแอฟริกาใต้ในปี 2546 และครั้งที่รุนแรงที่สุดคือในปี 2402 ที่เป็นที่รู้จักกันในชื่อ เหตุการณ์คาร์ริงตัน

จะเห็นว่า ภัยคุกคามจากพายุสุริยะที่กล่าวมานั้น ไม่ได้ส่งผลต่อมนุษย์บนโลกโดยตรง แต่ส่งผลทางอ้อม สิ่งที่อาจเสียหายได้คือโครงสร้างพื้นฐานและเทคโนโลยีอวกาศ ปัจจุบันมนุษย์เราพึ่งพาเทคโนโลยีอวกาศมาก หากเทคโนโลยีมีปัญหาขึ้น ก็ย่อมส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของเราด้วย

สัตว์ได้รับผลกระทบไหม

สัตว์บางชนิดมีประสาทรับรู้สนามแม่เหล็กและใช้ประโยชน์ในการบอกทิศทางเพื่ออพยพย้ายถิ่น เช่น นกพิราบ นกพงบางชนิด หารเกิดเหตุการณ์สนามแม่เหล็กโลกแปรปรวนมากในช่วงที่มีการอพยพย้ายถิ่นก็อาจทำให้สัตว์เหล่านั้นสับสนเรื่องทิศทางได้ แต่ก็เชื่อว่าจะมีผลไม่มากนัก เพราะการรบกวนจากพายุแม่เหล็กโลกเพียงแต่ทำให้ความเข้นผันแปร ไม่ถึงกับทำให้สนามแม่เหล็กโลกผิดทิศผิดทาง อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานเชิงสถิติที่แสดงว่าปลาวาฬสีเทาหลงทิศมากขึ้นในช่วงที่เกิดพายุสุริยะ 

มหกรรมแสงเหนือที่เกิดขึ้นสุดสัปดาห์ที่ผ่านมา ถือว่าปกติไหม?

ไม่ปกติ เพราะพายุสุริยะที่เกิดขึ้นในสองสามวันก่อนหน้านั้นมีความรุนแรงมาก มีความรุนแรงของพายุแม่เหล็กโลกตามมาตราของโนอาถึงระดับจี ซึ่งเป็นระดับสูงสุด ทำให้พื้นที่เกิดแสงเหนือใต้แผ่กว้างมาก ในยุโรปก็มีรายงานพบเห็นจากละติจูดต่ำถึงอิตาลี ในฝั่งอเมริกาแสงเหนือก็แผ่มาใกล้เส้นศูนย์สูตรถึงเปอร์โตริโก ประเทศสหรัฐอเมริกาเห็นกับเกือบทั้งประเทศ ความรุนแรงระดับนี้จัดว่ารุนแรงที่สุดครั้งหนึ่งที่เคยมีการบันทึกกันมาเลยทีเดียว

เหตุใดเมืองไทยไม่เห็น? หลายคนอาจสงสัยว่า แม้แต่ที่เปอร์โตริโกยังเห็นแสงเหนือด้วย เปอร์โตริโกมีละติจูดใกล้เคียงกับเชียงใหม่ยังเห็นได้ แล้วเหตุใดเมืองไทยจึงไม่เห็น 

ระยะทางจากขั้วแม่เหล็กโลกไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่จะบอกได้ว่าที่ใดจะมองเห็นแสงเหนือได้ รูปแบบของสนามแม่เหล็กโลกยังมีผลต่อพื้นที่ที่อาจทำให้เกิดอีกด้วย ปัจจุบัน รูปแบบสนามแม่เหล็กโลกทำให้แสงเหนือทางฝรั่งอเมริกามีโอกาสเกิดขึ้นห่างจากขั้วแม่เหล็กได้มากกว่าทางเอเชีย ดังจะเห็นว่าในสองวันที่ผ่านมา ฝั่งเอเชียของเรามีรายงานการเห็นแสงเหนือจากพื้นที่ที่มีละติจูดต่ำสุดแค่มองโกเลียเท่านั้น 

วงแสงเหนือใต้ (auroral oval) ของทางขั้วเหนือเยื้องไปทางทวีปอเมริกา ทางทวีปอเมริกาจึงมีโอกาสเห็นแสงเหนือได้มากกว่าทางเอเชียที่ละติจูดเท่ากัน (จาก NOAA)

จะบอกว่าพายุสุริยะเป็นเรื่องดีได้ไหม

แสงเหนือใต้คือตัวอย่างที่ชัดเจนที่แสดงด้านดีของการเกิดพายุสุริยะ แต่ด้านดีมันก็แฝงด้านไม่ดีมาด้วยก็คือเรื่องของพายุแม่เหล็กโลกดังที่อธิบายไป แม้กลไกการเกิดแสงเหนือใต้กับการเกิดพายุแม่เหล็กโลกจะต่างกัน เป็นปรากฏการณ์ต่างชนิดกัน แต่ก็มีสาเหตุมาจากสิ่งเดียวกัน จึงมักเกิดด้วยกัน ดังนั้นจะกล่าวว่าพายุสุริยะคือเรื่องดีก็พูดได้ไม่เต็มปาก เพราะมันดีแบบมีเงื่อนไข มันดีตราบที่ไม่มีอะไรพัง 

สถานการณ์แสงเหนือขณะนี้เป็นอย่างไร ยังมีอยู่ไหม?

การเกิดพายุสุริยะแต่ละครั้งส่งผลต่อโลกเป็นเวลาสั้น ๆ แค่ 1-2 วัน ดังนั้น ณ ตอนนี้ (บ่ายวันที่ 13 พฤษภาคม) พายุสุริยะผ่านพ้นไปแล้ว สถานการณ์กลับสู่ภาวะปกติ พื้นที่การเกิดแสงเหนือหดกลับไปเหมือนช่วงปกติ

จะเกิดเหตุการณ์แบบนี้ขึ้นอีกหรือไม่

ขณะนี้ถือว่าดวงอาทิตย์ได้เข้าสู่ช่วงสูงสุดของวัฏจักรสุริยะแล้ว ซึ่งช่วงสูงสุดนี้กินระยะเวลานานเป็นปีและอาจนานถึงสองปีกว่า พายุสุริยะที่รุนแรงก็อาจเกิดขึ้นได้ตลอดในช่วงเวลาดังกล่าว ดังนั้นโอกาสที่จะทำให้เกิดมหกรรมแสงเหนือแบบเมื่อสองวันที่ผ่านมาก็เป็นไปได้เสมอ

บทความที่เกี่ยวข้อง