ดวงอาทิตย์ แหล่งพลังงานใกล้ตัวเราที่สุดในจักรวาล [หน้า 2/3]

ดวงอาทิตย์ แหล่งพลังงานใกล้ตัวเราที่สุดในจักรวาล [หน้า 2/3]

โครงสร้างภายนอกดวงอาทิตย์ สามารถดูดาวอาทิตย์ ได้ด้วยกล้องชนิดสำหรับดูดวงอาทิตย์โดยเฉพาะเท่านั้น (ห้ามใช้กล้องทั่วไปดูเด็ดขาด อันตรายถึงตาบอด) โดยบริเวณต่างๆที่เห็นจาก ภายนอก มีความหมาย และระบบที่เกี่ยวข้องกัน ดังนี้

ภาพรวมภายนอก ของดวงอาทิตย์

Corona ภาษาลาตินแปลว่า มงกุฎ เป็นเขตชั้นนอกสุด (Outermost) ของชั้นบรรยากาศ ดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่เหนือ Chromosphere (ก๊าซสีแดง) จะเห็น Corona เป็นรัศมี แสงสีขาวเลือนพร่า (White halo) รอบๆดวงอาทิตย์

	Spicules คล้ายเส้นผมแหลมๆโผล่ขึ้นมา เกิดจากการกระตุ้นของ พลังงานไฟฟ้าสามารถคง สถานะไว้ ในรูปแบบที่ต่างกันนานหลายนาีที โดยสลับการเกิดไปทั่ว ความสูงอาจ ถึง 90,000 กิโลเมตร และอาจมีเสันผ่าศูนย์กลางราว 500 กิโลเมตรได้

Prominence เปลวไฟขนาดยักษ์เหมือนโหนกยื่นออกมา หรือ ดูคล้ายหางม้า คือ บริเวณที่มี ความสัมพันธ์ ระหว่างความเย็นตัวลง และความหนาแน่นของ Plasma ที่ซ่อนเร้น อยู่ภายใต้ Photosphere ด้วยการไหลเวียนถ่ายเทพลังงานกัน จากปฎิกิริยาของ สนามแม่เหล็ก มี 2 ประเภท คือ Quiescent Prominence เกิดบริเวณซีกด้านเหนือและซีกด้านใต้ มีการเคลื่อนตัว น้อย สามารถคงสภาพได้เป็นสัปดาห์ หรือนับเดือน มีความสูง 100,000-600,000 กิโลเมตร ความกว้างราว 5,000-10,000 กิโลเมตร Active Prominence อายุสั้นกว่าแบบแรกมีการเคลื่อนตัว เกิดในบริเวณ Sunspot (จุดบนดวงอาทิตย์) และบริเวณ Flares (เพลิงที่โชติช่วงอย่างแรงชั่วขณะ) เป็น ลักษณะการเกิดร่วมปะปนกัน บางครั้งมีการเปลี่ยนแปลงเป็นระลอกคลื่นและ บางครั้งพ่นเป็นละออง หรือขมวดตัวก็มีปรากฎให้เห็น

Chromosphere ภาษาลาตินแปลว่า ขอบเขตของสี เป็นแบ่งชั้นบรรยากาศ อยู่ตรงกลางระหว่าง Corona (อยู่ด้านบนสุด) และ Photosphere (อยู่ด้านล่างสุด) มีอุณหภูมิระหว่าง 10,000 - 20,000 Kelvin สามารถมองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า ขณะที่ดวงอาทิตย์ ขึ้นและตก บริเวณริมขอบเป็นสีชมพู แดงเรื่อๆ

Photosphere เป็นส่วนของแสงที่ถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ มีโดยทั่วไป เช่นเดียวกับดาว อื่นๆทุกดวง เป็นรังสีชนิดที่ทำให้เรามองเห็นสิ่งต่างๆได้ (Visible radiation) พลังงานดวงอาทิตย์ หลุดรอดสู่อวกาศจาก Photosphere เป็นส่วนมาก โดยเป็น บริเวณที่อยู่ใต้ชั้นบรรยากาศ Chromosphere โดยมีความหนารอบๆ ดวงอาทิตย์ ประมาณ 500 กิโลเมตร มีอุณหภูมิราวๆ 5,780 Kelvin ส่วนที่ลึกลงไปด้านในมี อุณหภูมิ 9,000 Kelvin Flares เปลวเพลิงโชติช่วงอย่างรุนแรงชั่วขณะ โดยเกิดขึ้นอย่างทันที่ทันใด อาจคงสถานะ เพียงไม่กี่วินาทีหรือเป็นชั่วโมงเป็นวันได้ ทุกๆวินาที Photosphere เกิดแสงอย่าง น้อย 1,000 ครั้ง ด้วยพลังงานจาก Flare ที่เกิดขึ้นทั่วไป มีอุณหภูมิสูงมากถึง 10 ล้าน Kelvin โดยสามารถปล่อยรังสี X-ray กลุ่มใหญ่ราว 0.1 nm.ออกมาด้วย

Sunspot คือ จุดบนดวงอาทิตย์ เป็นการเกิดความเข้มข้น ของสนามแม่เหล็กในลักษณะ ชั่วคราวสามารถเห็นเป็นจุดแสงสีขาวบริเวณ Photosphere มีค่าของสนามแม่เหล็ก ระหว่าง 2,000-4,000 Gauss ความเป็นจริงใจกลาง Sunspot เป็นจุดดำมืดและเทา มีอุณหภูมิราว 4,000 Kelvin เหตุที่มีสีดำเพราะ เกิดการเปลี่ยนแปลงของวัตถุดิบ และเย็นตัวกว่า ในบริเวณอื่น ขนาดที่เกิดขึ้นตั้งแต่ 1,000 กิโลเมตร จนขนาดนับแสน ตารางกิโลเมตร การปรากฎของ Sunspot สามารถจัดประเภทของกลุ่ม เรียกว่า Sunspot group classification โดยมีรูปแบบและเกณฑ์ที่ต่างกันไป

Granule หรือ Granulation ลายด่างๆเหมือนเม็ดบนผิวดวงอาทิตย์ หรือ จุดดอกดวงเล็กๆบนดวงอาทิตย์ แต่ เมื่อมองใกล้เห็นเป็นฟองปุดๆ เหมือนรวงผึ้ง(Cellular pattern) ซึ่งเกิดบริเวณ Photosphere เป็นการเดือดของ Hot plasma จากภายใน Convection (บริเวณ ไหลตัวของพลังงานความร้อน)

โครงสร้างภายนอกดวงอาทิตย์ ระบบการทำงานดวงอาทิตย์ไม่ได้เงียบสนิท ภายในดวงอาทิตย์ (Solar Interior) แบ่งออกเป็น 3 ส่วนใหญ่ๆ คือ Solar Core คือ ไส้แกนกลางภายในดวงอาทิตย์ ส่วนที่อยู่ใจกลาง มีพื้นที่ 1.6% เป็นแหล่งที่สร้างพลังงาน Radiation Zone คือ ชั้นแผ่รังสี ถัดออกมาจากส่วนใจกลาง มีพื้นที่ 71.3% นำพลังแผ่กระจายสู่ด้านบน Convection Zone คือ ชั้นพาพลังงานความร้อน บริเวณเหนือขึ้นมาบนส่วน Radiative Zone มีพื้นที่ 27.1% เป็นชั้นที่มีมวลสสาร นำพลังงานจากชั้นแผ่รังสีขึ้นมา

โดยทั้ง 3 ส่วน อยู่ใต้พื้นผิว ของ Photosphere มีระบบการทำงานที่สัมพันธ์กันดังนี้ พลังงานทั้งหมดเกิดจาก Nuclear Reactions (ปฏิกิริยาของจุดศูนย์กลาง) บริเวณ Solar Core ด้วยหลอมละลาย Hydrogen สู่ Helium อุณหภูมิ 15.6 Kelvin ความ หนาแน่นและกดดันสูง 148,000 กิโลกรัม/ตารางเมตรซึ่งขยายตัวออกมาโดยรอบ จากแกนกลาง เข้าสู่บริเวณ Radiation Zone การขยายตัว ด้วยแผ่รังสีออกจากแกนกลางเกิดอย่างต่อเนื่อง กลับไปกลับมาเช่น นี้โดยแต่ละครั้ง คำนวณการแผ่รังสี จากจุดศูนย์แกนใน เดินทางผ่าน Radiation Zone ออกสู่ Convection Zone ใช้เวลาเฉลี่ย 170,000 ปี Convection Zone เป็นส่วนด้านบนสุด อุณหภูมิเหลือ 1 Kelvin เป็นบริเวณที่เกิด Hot plasma ออกมาท่วมล้นสู่ด้านบนซึ่งมีอุณหภูมิ และความหนาแน่นที่ต่ำกว่า เห็นพื้นผิว เป็นลักษณะเป็น Granule Turbulent motion เป็นการเคลื่อนตัวแบบโกลาหล อลหม่าน ด้วยเสียงที่ดังกึกก้อง สะท้อนกังวาลอยู่ ตลอดเวลา บางครั้งดังยาวนานถึง 5 นาที เป็นการสะท้อนเสียงบน Photosphere จากไหลท่วมของก๊าซอย่างสับสน ไม่มีรูปแบบ เพราะฉะนั้น ระบบการทำงานของดวงอาทิตย์ ไม่ได้เงียบสงบเต็มไปด้วยคลื่นเสียง คลื่นรังสี แสงสว่างวูบวับเพลิงโชติช่วง ทุกอย่างเกิดอย่างกะทันหันท่ามกลางระเบิด อึกทึกและโครมคราม ดังสนั่นเหมือนสงคราม เครื่องบินทิ้งระเบิดตลอดเวลา สังเกตเห็นได้จากจุดใกล้ Sunspots มีความหนาแน่น ระดับอุณหภูมิบริเวณนั้นสูง มากเกิดการรวมตัวของ Nuclear มีปฏิกิริยาที่โต้ตอบอย่างรุนแรงลักษณะ Fusion reactions เกิดพลังงานบนดวงอาทิตย์ 2 แบบคือ รังสีของคลื่นแสง หรือ Electromagnetic radiation แล้วเกิดอนุภาคของปรมาณู เป็นส่วนประกอบของ อนุภาค Neutrinos พลังงานดังกล่าวนั้น หมุนวนเคลื่อนย้าย กระจายไปทั่วบริเวณของ Radiation Zone และบริเวณ Convection Zone เป็นที่มีการลอยตัวของความร้อน การเคลื่อนที่ของ ฟองก๊าซ (Bubbles) พลุ่งพล่านเหมือนน้ำเดือด ลอยสู่บนชั้นผิวพื้น ดวงอาทิตย์ (Surface of Sun) เป็นฟองเดือดปุดๆ เหมือนรวงผึ้ง (Granulation) ทั่วไปมีความ หนาแน่น ระดับความกว้าง 20,000 กม. โดยสามารถคงสถานะได้นาน 10-30 นาที เรียกปฎิกิริยานี้ว่า Supergranulation ลักษณะเกาะกลุ่มเป็นก้อน มองระยะไกล คล้ายเมล็ดเต็มไปหมด คล้ายการเคี่ยวน้ำตาลเดือด เริ่มข้นเหนียวเกาะตัวกัน