วัฏจักรสุริยะ คืออะไร และส่งผลกระทบถึงดาวเคราะห์โลกของเราอย่างไร

วัฏจักรสุริยะ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์

วัฏจักรสุริยะ คืออะไร ทำไมมนุษย์ถึงอยากศึกษาเรื่องราวของดวงอาทิตย์

วัฏจักรสุริยะ (Solar Cycle) คือ รอบของการเปลี่ยนแปลงจำนวน “จุดดับหรือจุดมืดบนดวงอาทิตย์” (Sunspot) ที่เป็นสาเหตุของแปรปรวนบนชั้นบรรยากาศด้านล่างของดวงอาทิตย์ ซึ่ง 1 รอบของวัฏจักรสุริยะมีคาบหรือระยะเวลาเฉลี่ยอยู่ที่ 11 ปี โดยครอบคลุมทั้งช่วงของการเพิ่มจำนวนขึ้นของจุดดับเรื่อยไปจนถึงจุดสูงสุดและการลดลงของจุดดับถึงจำนวนต่ำสุด และในทุก ๆ ครั้งของการขึ้นวัฏจักรใหม่ ขั้วแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะมีการกลับขั้วหรือสลับขั้วเหนือ-ใต้ระหว่างกัน ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์มากมายที่ส่งผลต่อสภาพอวกาศ (Space Weather) และสภาพอากาศของโลก

วัฏจักรสุริยะ, ดวงอาทิตย์, จุดดับบนดวงอาทิตย์
กิจกรรมบนดวงอาทิตย์ตั้งแต่ปี 2010 ถึง 2020 / ภาพถ่าย : นาซา

วัฏจักรสุริยะและจำนวนจุดดับบนดวงอาทิตย์

ในหนึ่งรอบของวัฏจักรสุริยะ จุดดับหรือจุดมืดบนดวงอาทิตย์มักเริ่มปรากฏให้เห็นบริเวณละติจูดที่ 30 ถึง 35 องศาเหนือและใต้ ก่อนจะมีตำแหน่งเลื่อนไหลลงมาที่ละติจูดต่ำกว่าตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ จนกระทั่งเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรของดวงดาว ซึ่งในช่วงต่ำสุด จุดดับจะอยู่ในตำแหน่งบริเวณละติจูดที่ 7 องศาเหนือและใต้ อีกทั้ง ขนาดและจำนวนของจุดดับจะมีการเปลี่ยนแปลงไปในทุก ๆ วัน บางจุดที่มีขนาดใหญ่อาจคงอยู่ได้นานเป็นสัปดาห์ ขณะที่บางจุดที่มีขนาดเล็กอาจปรากฏขึ้นให้เห็นเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น

วัฏจักรสุริยะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ช่วงหลัก คือ
• ช่วงต่ำสุด (Solar Minimum) คือ ช่วงที่อาจไม่มีจุดดับปรากฏขึ้นนานหลายวันบนดวงอาทิตย์
• ช่วงสูงสุด (Solar Maximum) คือ ช่วงที่อาจมีจุดดับปรากฏขึ้นมากกว่า 160 ถึง 200 จุด อย่างเช่น เดือนตุลาคม ปีค.ศ. 1957 มีจำนวนจุดดับเฉลี่ยมากกว่า 200 จุดปรากฏขึ้นในเดือนดังกล่าว

วัฏจักรสุริยะ, ดวงอาทิตย์, จุดดับบนดวงอาทิตย์
ช่วงสูงสุดและช่วงต่ำสุดของวัฏจักร / ภาพ : นาซา

ซึ่งในรอบ 11 ปีหรือ 1 รอบของวัฏจักร จุดดับบนดวงอาทิตย์จะใช้เวลาเฉลี่ยราว 4.8 ปี ในการเพิ่มจำนวนขึ้นจากจำนวนต่ำสุดไปจนถึงสูงสุด และใช้เวลาเฉลี่ยอีกราว 6.2 ปีที่เหลือเลือนหายไปจนกระทั่งกลับมายังจุดเริ่มต้นที่มีจำนวนจุดดับน้อยที่สุดอีกครั้ง ดังนั้น วัฏจักรแต่ละรอบจึงมีจุดเริ่มต้นจากการมีจุดดับจำนวนน้อยที่สุด ก่อนเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อย ๆ จุดดับจะมีจำนวนมากที่สุดในช่วงกลางวัฏจักรและลดต่ำลงอีกครั้งในช่วงปลาย แต่ในบางครั้ง จำนวนจุดดับไม่ได้เป็นไปตามวัฏจักรสุริยะที่มนุษย์กำหนดขึ้นเสียทั้งหมด โดยเฉพาะในช่วงปีค.ศ. 1645 ถึง 1715 ที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์แทบจะไม่ปรากฏจุดดับใด ๆ ขึ้นเลย ทำให้นักวิทยาศาสตร์เรียกขานช่วงเวลาดังกล่าวว่า “ช่วงต่ำสุดมอนเดอร์” (Maunder Minimum)

แผนภูมิรูปผีเสื้อ (Butterfly Diagram) แสดงตำแหน่งการเกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์

ผลจากการหมุนเวียนของวัฏจักรสุริยะ

เนื่องจากวัฏจักรสุริยะคือวงจรความเคลื่อนไหวของการปะทุอย่างรุนแรงบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ จึงเป็นสาเหตุของการเกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่าง ๆ ทั้งพายุสุริยะ (Solar Storm) เปลวสุริยะ (Solar Flare) หรือแม้แต่การปลดปล่อยก้อนมวลสารจากโคโรนา (Coronal Mass Ejection) ซึ่งความเคลื่อนไหวเหล่านี้จะรุนแรงที่สุดและมีจำนวนบ่อยครั้งที่สุดในช่วงกลางของวัฏจักร

ภาพถ่าย : นาซา

ดังนั้น การศึกษาวัฏจักรสุริยะจึงทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคาดการณ์ถึงสภาวะและความเปลี่ยนแปลงของสภาพอวกาศที่จะส่งผลกระทบต่อโลกในอนาคต เนื่องจากอนุภาค คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และรังสีชนิดต่าง ๆ ที่ถูกส่งออกมาจากการปะทุบนพื้นผิวดวงอาทิตย์สามารถสร้างความเสียหายต่อระบบการสื่อสารต่าง ๆ ดาวเทียม และสถานีอวกาศ รวมไปถึงชีวิตของนักบินอวกาศขณะปฏิบัติงานอยู่นอกโลก ปัจจุบันปีค.ศ. 2021 ยังอยู่ในช่วงแรกของวัฏจักรสุริยะที่ 25 ซึ่งเริ่มต้นอย่างเป็นทางการตั้งแต่เดือนธันวาคม ปีค.ศ. 2019 เป็นช่วงปีที่ดวงอาทิตย์มีความแปรปรวนค่อนข้างต่ำ มีกิจกรรมการปะทุที่ไม่รุนแรงมากนัก ซึ่งจะมีการเปลี่ยนแปลงมากขึ้นในอีก 4 ปีข้างหน้า โดยเฉพาะในช่วงเดือนกรกฎาคม ปีค.ศ. 2025 ที่จะเข้าสู่ช่วงสูงสุดของวัฏจักรสุริยะที่ 25 นี้

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

National Aeronautics and Space Administration (NASA) – https://www.nasa.gov/press-release/solar-cycle-25-is-here-nasa-noaa-scientists-explain-what-that-means
บีบีซี ไทย – https://www.bbc.com/thai/international-48581847
สมาคมดาราศาสตร์ไทย – http://thaiastro.nectec.or.th/library/solarstormfacts/solarstormfacts.html
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) – https://scijinks.gov/solar-cycle/


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ทำไมเราจึงหลงใหลดาวอังคารได้ถึงเพียงนี้

ดาวอังคาร, สำรวจดาวอังคาร, หุ่นยนต์สำรวจ
การส่งยานอวกาศไปดาวอังคารไม่ใช่เรื่องง่าย หลายภารกิจในยุคแรกประสบความล้มเหลว แต่เมื่อปี 1997 ภารกิจ แพทไฟน์เดอร์ขององค์การนาซาลงจอดได้สำเร็จ และปล่อยรถโซเจอร์เนอร์ รถสำรวจติดล้อคันแรกบนดาวอังคาร รถหุ่นยนต์รุ่นบุกเบิกคันนี้มีบทแสดงประกอบในภาพยนตร์เรื่อง ชาวดาวอังคาร หรือ The Matian เมื่อปี 2015 (ภาพถ่าย: NASA/JPL)

เรื่องแนะนำ

ปะการังฟอกขาว (Coral Bleaching)

การเกิด ปะการังฟอกขาว เป็นเหตุให้ระบบนิเวศในมหาสมุทรเสียสมดุล และส่งผลกระทบเป็นวงกว้างต่อห่วงโซ่อาหาร ปะการังฟอกขาว (Coral Bleaching) คือ ภาวะการสูญเสียสาหร่ายขนาดเล็กที่ชื่อว่า “ซูแซนเทลลี” (Zooxanthellae) ที่อาศัยอยู่ภายในเนื้อเยื่อของปะการังอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงทางสภาวะแวดล้อมของมหาสมุทร เช่น อุณหภูมิน้ำทะเลเพิ่มขึ้น ความเค็มของน้ำทะเลเปลี่ยนแปลง หรือมลพิษต่างๆ ส่งผลให้ปะการังเหลือเพียงโครงสร้างหินปูนสีขาว กลายเป็นที่มาของปรากฏการณ์ “ปะการังฟอกขาว” ที่พบได้ในมหาสมุทรทั่วโลก ณ ขณะนี้ ปะการังและสาหร่ายซูแซนเทลลี ความสัมพันธ์ที่ต้องพึ่งพากันและกัน ปะการัง (Coral) เป็นสัตว์ทะเลไม่มีกระดูกสันหลัง (Marine invertebrate) มีสารประกอบหินปูนเป็นโครงร่างแข็ง ซึ่งทำหน้าที่รองรับเนื้อเยื่อรูปทรงคล้ายกระบอกขนาดเล็ก มีหนวดโบกสะบัดบริเวณปลายกระบอก เพื่อดักจับแพลงก์ตอน (Plankton) เป็นอาหาร นอกเหนือจากอาหารที่หาได้ด้วยตนเองแล้ว ปะการังยังได้รับสารอาหารส่วนหนึ่งจากสาหร่ายขนาดเล็กจำนวนมากที่อาศัยอยู่ภายในเนื้อเยื่อของปะการัง ซึ่งเป็นสาหร่ายเซลล์เดียว (Unicellular algae) ที่สร้างอาหารจากการสังเคราะห์แสง และอาศัยอยู่ร่วมกับปะการังในลักษณะ “พึ่งพาอาศัยกัน” (Mutualism) สาหร่ายซูแซนเทลลียังมีหน้าที่ช่วยเร่งกระบวนการสร้างหินปูน รวมถึงการสร้างสีสันอันหลากหลายให้แก่ตัวปะการังอีกด้วย เพราะโดยปกติแล้ว ปะการังมีเพียงเนื้อเยื่อใสที่ไม่มีองค์ประกอบเม็ดสี (Pigment) สวยงามใดๆ แต่เนื่องจากสาหร่ายซูแซนเทลลีเข้ามาอยู่อาศัย ทำให้เกิดสีสันมากมายบนปะการัง ทั้งสีแดง สีส้ม สีเขียว […]

ความรู้ประจำวัน : ลงจอดยานบนดาวอังคารไม่ใช่เรื่องง่าย

จินตนาการว่าคุณมีโอกาสได้ไปสำรวจดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง คุณจะลงจอดตรงไหน? ที่ดาวอังคารหุ่นยนต์สำรวจช่วยเราไขคำตอบเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้มากมาย ว่าแต่ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์รู้ได้อย่างไร ว่าบริเวณไหนที่ควรสำรวจเพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับดาวอังคารมากที่สุด Bethany Ehlmann นักธรณีวิทยาดาวเคราะห์ไขข้อข้องใจนี้ให้ฟังว่า เกณฑ์ในการพื้นที่ลงจอดประกอบไปด้วยความปลอดภัย, ข้อมูลประเภทไหนที่เราต้องการ และวิธีการลงจอด ยกตัวอย่างในการจะหาคำตอบว่าเหตุใดดาวอังคารทีเคยมีมหาสมุทรจึงกลายเป็นดาวเคราะห์แห้งเหือดเช่นในปัจจุบัน ทีมนักวิทยาศาสตร์อาจเลือกที่จะลงจอดยานสำรวจของพวกเขาลงในแอ่งทะเลสาบโบราณหรืออดีตภูเขาไฟ พื้นที่พิเศษเหล่านี้จะช่วยให้พวกเขาได้ข้อมูลที่มากขึ้น แน่นอนว่าไม่มีถูกมีผิดในงานวิทยาศาสตร์และทุกย่างก้าวของการสำรวจ ช่วยให้เราเรียนรู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์สีแดงนี้มากยิ่งขึ้น   อ่านเพิ่มเติม : ความรู้ประจำวัน : มหาสมุทรบนดาวอังคารหายไปไหน?, สำรวจชีวิตบนดาวอังคารแบบ 360 องศา

การแบ่งเซลล์ (Cell Division)

การแบ่งเซลล์ (Cell Division) คือ การเพิ่มจำนวนของเซลล์ (cell) ในสิ่งมีชีวิต เพื่อการเจริญเติบโตและรักษา ซ่อมแซมร่างกายส่วนที่สึกหรอ รวมถึงสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่คงไว้ซึ่งสารพันธุกรรม ทำหน้าที่ควบคุมลักษณะและการแสดงออกที่เป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิต กระบวนการแบ่งเซลล์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน ได้แก่ การแบ่งตัวของนิวเคลียส (Karyokinesis) มีด้วยกัน 2 ลักษณะ คือ การแบ่งเซลล์ แบบไมโทซิส (Mitosis) คือ การเพิ่มจำนวนของเซลล์ร่างกาย (Somatic Cell) ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (Multicellular Organism) เช่น พืช สัตว์และมนุษย์ และเป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (Unicellular Organism) และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในพืช ซึ่งการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเป็นการเพิ่มจำนวนเซลล์จาก 1 เซลล์ดั้งเดิมเพิ่มจำนวนขึ้นเป็น 2 เซลล์ โดยที่เซลล์เกิดใหม่ยังคงมีคุณสมบัติเหมือนเซลล์ต้นแบบทุกประการ ทั้งชนิดและจำนวนของโครโมโซม (Chromosome) ซึ่งการแบ่งตัวแบบไมโทซิสนี้ สามารถจำแนกออกเป็น 5 ระยะหรือที่เรียกกันว่า “วัฏจักรเซลล์” (Cell Cycle) ได้ดังนี้ ระยะอินเตอร์เฟส […]

ความลับเบื้องหลังความงาม ทำไมใครๆ ก็ชอบคนสวย?

การมองคนสวยคนหล่อสร้างความพึงพอใจ สิ่งนี้เกี่ยวพันกับระบบการให้รางวัลแก่สมองไม่ต่างไปจากการกินขนมหวาน ด้านผู้เชี่ยวชาญวิวัฒนาการมองว่า ความหน้าตาดีถูกเชื่อมโยงเข้ากับการมีพันธุกรรมที่ดีด้วย ใครๆ จึงพากันชมชอบ