ช่องว่างในลมสุริยะทำให้สนามแม่เหล็กดาวอังคาร “พองตัว” 3 เท่า
ที่มาของภาพ, NASA / GSFC
เมื่อวันที่ 26 ธ.ค. 2022 หรือช่วงปลายปีที่แล้ว ได้เกิดปรากฏการณ์ที่หาพบได้ยากกับบรรยากาศชั้น “แมกนีโตสเฟียร์” (magnetosphere) หรือสนามแม่เหล็กของดาวอังคาร โดยลมสุริยะซึ่งปกติจะพัดพากระแสอนุภาคมีประจุไฟฟ้ามาจากดวงอาทิตย์อยู่เสมอ ได้เกิดขาดตอนลงชั่วขณะ ทำให้สนามแม่เหล็กของดาวอังคารสามารถยืดขยาย หรือพองตัวใหญ่ขึ้นกว่าเดิมถึง 3 เท่า
ทีมนักวิทยาศาสตร์ซึ่งศึกษาข้อมูลจากดาวเทียมโคจรสำรวจบรรยากาศของดาวอังคาร “เมเวน” (Mars Atmosphere and Volatile Evolution – MAVEN) ได้รายงานถึงปรากฏการณ์ดังกล่าว ในที่ประชุมสหภาพธรณีฟิสิกส์อเมริกัน (AGU) เมื่อวันที่ 11 ธ.ค. ที่ผ่านมา
ดาวเทียมเมเวนซึ่งโคจรวนรอบเหนือชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมาตั้งแต่ปี 2014 ตรวจพบว่าในวันดังกล่าวบรรยากาศชั้นแมกนีโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นสนามแม่เหล็กบาง ๆ ของดาวอังคารได้พองตัวออก จนยืดขยายอาณาเขตล้ำเข้าไปในห้วงอวกาศถึงหลายพันไมล์
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นตรงกับช่วงเวลาที่ลมสุริยะ (solar wind) อ่อนกำลังลงชั่วขณะ จนมีอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์มาปะทะกับดาวเทียมเมเวนลดน้อยลงถึง 100 เท่า เมื่อเทียบกับช่วงเวลาปกติ ซึ่งทีมนักวิทยาศาสตร์ประจำดาวเทียมเมเวนระบุว่า เป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่หาพบได้ยากยิ่ง
ที่มาของภาพ, NASA / MAVEN
โดยทั่วไปแล้ว ลมสุริยะจะพัดเข้าปะทะกับบรรยากาศของดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะอยู่เสมอ ซึ่งทำให้ดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ของมันไป แต่ดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้ก็ยังคงมีบรรยากาศชั้นแมกนีโตสเฟียร์หรือสนามแม่เหล็กอ่อน ๆ หลงเหลืออยู่ โดยสนามแม่เหล็กของดาวอังคารจะออกแรงผลักต้านลมสุริยะให้กระจายออกไปในห้วงอวกาศโดยรอบ
อย่างไรก็ตาม องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ หรือนาซา ได้ให้คำอธิบายว่า เมื่อกระแสของลมสุริยะเกิดขาดช่วงลง ทำให้สนามแม่เหล็กที่ออกแรงผลักลมสุริยะสามารถขยายตัวขึ้นเหมือนลูกโป่งพองตัวได้ชั่วคราว เนื่องจากไม่มีสิ่งใดมาต้านทานพลังของมันในช่วงเวลาดังกล่าว และเมื่อกระแสลมสุริยะกลับคืนมาเป็นปกติ สนามแม่เหล็กของดาวอังคารก็จะหดเล็กลงจนมีขนาดเท่าเดิม
ปรากฏการณ์เดียวกันเคยเกิดขึ้นกับชั้นบรรยากาศโลกมาแล้ว เมื่อปี 1999 เนื่องจากกระแสลมสุริยะได้ขาดหายไปเป็นเวลานานถึง 3 วัน ระหว่างวันที่ 10-12 พ.ค. ของปีนั้น ทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกขยายใหญ่ขึ้นถึง 100 เท่า ทว่าเหตุการณ์ดังกล่าวไม่ได้สร้างความเสียหายทั้งในระยะสั้นและระยะยาวแก่โลกของเราแต่อย่างใด
ที่มาของภาพ, NASA / MAVEN
ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาปรากฏการณ์นี้สันนิษฐานว่า การที่กระแสลมสุริยะขาดหายไปอย่างกะทันหันนั้น อาจเป็นเพราะการปะทุอนุภาคมีประจุไฟฟ้าความเร็วสูงจากดวงอาทิตย์ในบางครั้ง ซึ่งอนุภาคเคลื่อนที่เร็วจะวิ่งแซงขึ้นหน้าจนไปรวมกับกระแสอนุภาคที่ส่งออกไปก่อน ทำให้เกิดช่องว่างในกระแสลมสุริยะขึ้น
งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy & Astrophysics เมื่อปี 2008 ระบุว่าเหตุการณ์ที่บรรยากาศโลกพองตัวขึ้นชั่วคราวในปี 1999 นั้น น่าจะมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับการเกิด “หลุมโคโรนา” (Coronal hole) ขนาดใหญ่ในผิวชั้นนอกของดวงอาทิตย์ โดยนักวิทยาศาสตร์ตรวจพบว่ามีหลุมโคโรนาเกิดขึ้นก่อนที่ชั้นบรรยากาศโลกจะพองตัวไม่นานนัก
หลุมโคโรนาคือบริเวณที่สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์อ่อนกำลังลงมากกว่าปกติ ทำให้สามารถปลดปล่อยอนุภาคมีประจุไฟฟ้าหรือลมสุริยะออกมาด้วยความเร็วสูงเป็นพิเศษ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดว่าหลุมโคโรนานี้จะเกิดได้บ่อยครั้งขึ้น ในช่วงเวลาไม่กี่ปีนับจากนี้ เนื่องจากดวงอาทิตย์กำลังเข้าใกล้จุดที่มีความเคลื่อนไหวทางพลังงานสูงสุดหรือ “โซลาร์ แม็กซิมัม” (solar maximum) ตามวัฏจักรสุริยะ (solar cycle) ที่จะวนมาครบรอบทุก 11 ปี
