องค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้เปิดเผยผลการวิเคราะห์ข้อมูลเบื้องต้นจากภารกิจดาวเทียมคู่ Proba-3 ซึ่งปฏิบัติภารกิจมาตั้งแต่เดือนกรกฎาคม ปี 2025 ข้อมูลชุดแรกที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ The Astrophysical Journal Letters ระบุถึงการค้นพบสำคัญเกี่ยวกับอัตราเร็วของลมสุริยะ (solar wind) ในชั้นบรรยากาศโคโรนาส่วนใน (inner corona) ว่ามีความเร็วสูงกว่าแบบจำลองทางทฤษฎีที่เคยประเมินไว้ถึง 3 - 4 เท่า

Proba-3 เป็นภารกิจดาวเทียมคู่เพื่อสร้างปรากฏการณ์สุริยุปราคาเทียมเพื่อใช้ในการสำรวจพลวัตของชั้นบรรยากาศโคโรนาและลมสุริยะที่ถูกปลดปล่อยจากดวงอาทิตย์ โครงการนี้นับว่าเป็นความสำเร็จทางวิศวกรรมอวกาศอันน่าทึ่งจากการที่ดาวเทียมทั้งสองดวงสามารถรักษารูปขบวนดาวเทียม (formation flying) ได้อย่างแม่นยำ ดาวเทียมดวงหนึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนบังแสง (occulter) และอีกดวงหนึ่งโคโรนากราฟ (coronagraph) ทำหน้าที่เพื่อบันทึกภาพชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่ถูกบดบังไป รายงานของ ESA ได้เปิดเผยว่าดาวเทียมสองดวงนี้สามารถจัดรูปขบวนเพื่อสร้างสุริยุปราคาเทียมได้ยาวนานห้าชั่วโมงต่อรอบการโคจร

ภาพวาดของภารกิจ Proba-3 ที่มียานอวกาศสองลำ ลำหนึ่งทำหน้าที่บังดวงอาทิตย์อีกลำทำหน้าที่ในการบันทึกโคโรนา นับว่าเป็นสุริยุปราคาเทียมครั้งแรกที่มนุษย์สร้างขึ้นในอวกาศ ภาพจาก ESA

ก่อนหน้าภารกิจ Proba-3 ปรากฏการณ์สุริยุปราคาเต็มดวงที่มองเห็นจากโลกเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการสังเกตโคโรนาชั้นในของดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์บนพื้นโลกจะสามารถบันทึกรายละเอียดที่สวยงามในชั้นบรรยากาศรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ได้ระหว่างที่เกิดปรากฏการณ์นี้ แต่สุริยุปราคาเต็มดวงเกิดขึ้นโดยเฉลี่ยเพียงครั้งเดียวในรอบ 18 เดือน และช่วงที่บังมิดเต็มดวงนั้นกินเวลาเพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น การศึกษาโคโรนาของดวงอาทิตย์ผ่านสุริยุปราคานั้นจึงทำได้ยาก

นอกจากนี้ ระบบเครื่องมือร่วมระหว่างยานอวกาศเพื่อการศึกษาวิทยาศาสตร์โคโรนา (Association of Spacecraft for Instrumentation in Investigation of Coronal Science หรือ ASPIICS) ที่ติดตั้งบนดาวเทียม ทำให้ Proba-3 สามารถสังเกตการณ์ชั้นบรรยากาศโคโรนาได้ลึกลงไปถึงระดับ 70,000 กิโลเมตรจากพื้นผิวดวงอาทิตย์ หรือประมาณหนึ่งในสิบของรัศมีดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นขีดความสามารถที่ไม่เคยมีเครื่องมือสังเกตการณ์ในอวกาศใดทำได้มาก่อน

ปัจจุบัน ภารกิจนี้สามารถรวบรวมข้อมูลวิดีโอความละเอียดสูงได้แล้วกว่า 250 ชั่วโมง ซึ่งเทียบเท่ากับระยะเวลาการสังเกตการณ์สุริยุปราคาเต็มดวงจากพื้นโลกถึง 5,000 ครั้ง และการที่ใช้ยานเพื่อบดบังแสงก็ทำให้สามารถสังเกตเห็นปรากฏการณ์ทางชั้นบรรยากาศโคโรนาของดวงอาทิตย์ได้ลึกและละเอียดกว่าการใช้อุปกรณ์โคโรนากราฟแบบปกติได้หลายเท่า

ภาพถ่ายโคโรนารอบนอกกับดวงอาทิตย์ที่ถ่ายแยกกันจากยาน Proba-3 ภาพจาก ESA

การค้นพบพลวัตของลมสุริยะแบบช้า

หนึ่งในผลการศึกษาจากข้อมูลของ Proba-3 ที่เปิดเผยมาจาก ดร. อันเด ซูคอฟ (Andrei Zhukov) แห่งหอดูดาวหลวงเบลเยียม (Royal Observatory of Belgium) คือข้อค้นพบเกี่ยวกับ "ลมสุริยะแบบช้า" (slow solar wind gusts) ซึ่งโดยธรรมชาติจะมีลักษณะแปรปรวนและไม่สม่ำเสมอ ก่อนหน้านี้ แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ประเมินว่าลมสุริยะแบบช้าในบริเวณใกล้พื้นผิวดวงอาทิตย์ควรมีความเร็วประมาณ 100 กิโลเมตรต่อวินาที

แต่ข้อมูลการติดตามกลุ่มก้อนพลาสมา (plasma blobs) จากภาพถ่ายของ ASPIICS ที่บันทึกด้วยความถี่ 1–2 ภาพต่อนาที เผยให้เห็นว่ากลุ่มก้อนพลาสมาดังกล่าวมีการเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วระหว่าง 250–500 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งสูงกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก นอกจากนี้ ข้อมูลยังแสดงให้เห็นถึงช่วงความเร็วและอัตราเร่งที่แปรปรวนอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อมูลอัตราเร่งที่แปรปรวนดังกล่าว สอดคล้องและสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า ลมสุริยะแบบช้าเกิดจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสนามแม่เหล็ก (magnetic reconnection) ของดวงอาทิตย์ ที่มีการแยกตัวและรวมตัวกันใหม่ ทำให้เกิดการผลักก้อนพลาสมาออกมาในรูปแบบโครงสร้างที่เรียกว่า สตรีมเมอร์ (streamers)

ดร. โจ เซนเดอร์ (Joe Zender) นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการ Proba-3 ระบุว่า ข้อมูลที่ได้จากภารกิจนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น ปัจจุบันยังมีฐานข้อมูลอีกมหาศาลที่รอการวิเคราะห์ ข้อมูลดิบเหล่านี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อนักฟิสิกส์ทฤษฎีในการนำไปปรับปรุงแบบจำลองสนามแม่เหล็กและการเร่งความเร็วพลาสมา ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ยังคงคั่งค้างและหาคำตอบไม่ได้ อาทิ กลไกการเกิดการปลดปล่อยมวลโคโรนา (coronal mass ejections) ที่ส่งผลกระทบต่อสภาพอวกาศ (space weather) และโครงสร้างพื้นฐานบนโลก รวมถึงปริศนาที่ว่าเหตุใดชั้นบรรยากาศโคโรนาจึงมีอุณหภูมิสูงกว่าพื้นผิวดวงอาทิตย์ถึงหลายร้อยเท่า

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : dailygalaxy, ESA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ข้อมูลวิทยาศาสตร์ชุดแรกจากภารกิจ Proba-3 พบลมสุริยะเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ 3 - 4 เท่า