ลมสุริยะที่ไหลออกมาจากดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องนั้น มีสิ่งที่น่าสนใจให้เราศึกษามากมายเช่น พลาสมาที่ไหลออกมาจากดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วสูงซึ่งถูกฝังอยู่กับโครงสร้างคลื่น และมีการสั่นกระเพื่อมในสเกลต่างๆ ในปี 1960 ได้มีหลักฐานจากดาวเทียมที่ได้เคลื่อนที่ผ่านบริเวณสนามแม่เหล็กของโลกไปยังลมสุริยะ ทำให้เราสามารถวัดค่าพลาสมาได้เป็นครั้งแรก ดาวเทียมที่มีความทันสมัยจะวัดค่าคุณสมบัติต่างๆ ของลมสุริยะได้ค่อนข้างแม่นยำ และสามารถเคลื่อนที่ผ่านระบบสุริยะได้เป็นอย่างดี ทำให้เราสามารถศึกษาเรื่องการปั่นป่วนในลมสุริยะได้มากขึ้นมีเหตุผลมากมายว่าทำไมเราจะต้องศึกษาความปั่นป่วนในลมสุริยะข้อที่ 1. เราสามารถใช้ดาวเทียมวัดความปั่นป่วนได้โดยตรงเฉพาะพลาสมาที่ไม่มีการชนกันเองเท่านั้น จากการศึกษาเรื่องความปั่นป่วนในลมสุริยะนี้จะทำให้มีความเข้าใจเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับหลายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในพลาสมาทางฟิสิกส์อวกาศ ตัวอย่างเช่น การเกาะตัวในบริเวณรอบๆ ดิสก์หรือซุปเปอร์โนวาข้อที่ 2. การปั่นป่วนในลมสุริยะก่อให้เกิดการแพร่ของอนุภาคพลังงานสูง เช่น รังสีคอสมิก ผ่านระบบสุริยะ อนุภาคกระเจิงผ่านการผันผวนในระยะทางในสนามแม่เหล็กซึ่งเกิดมาจากการปั่นป่วนนั่นเอง ข้อที่ 3. จากที่เราทราบแล้วว่าการกระเพื่อมในลมสุริยะเป็นเพียงเศษเล็กเศษน้อยจากชั้นโคโรนาของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของลมสุริยะเท่านั้น ดังนั้น การศึกษาการปั่นป่วนนี้จะทำให้เราสามารถศึกษาเงื่อนไขต่างๆ ในชั้นโคโรนามากขึ้น ข้อสุดท้าย พลาสมาที่ไม่มีการชนกันเองนั้นเป็นตัวกลางที่ค่อนข้างจะแปลกประหลาดและการกระทำกันของคลื่นกับคลื่นและแอนไอโซโทรปี (anisotropy) จะไม่เกิดขึ้นในของเหลวที่เป็นกลาง จากการเปรียบเทียบคุณสมบัติของการปั่นป่วนในพลาสมาและของเหลวที่เป็นกลางจะทำให้เราเข้าใจถึงกระบวนการของเอกภพได้มากขึ้น |
สเกลของความปั่นป่วนการปั่นป่วนในลมสุริยะจะเกิดขึ้นในช่วงของความยาวและเวลาที่หลากหลาย แต่โดยส่วนใหญ่แล้วพลังงานที่อยู่ในการกระเพื่อมนี้จะสามารถเปรียบได้กับการเคลื่อนที่แบบไจโร (gyromotions) ของอนุภาคที่อยู่ในสนามแม่เหล็ก ในย่านนี้ พลาสมาของลมสุริยะสามารถใช้การประมาณได้โดยใช้สมการของ magnetohydrodynamics (MHD) การปั่นป่วนของ MHD มีความเกี่ยวโยงกับการปั่นป่วนในไฮโดรไดนามิกส์ค่อนข้างมาก จึงมีการศึกษากันอย่างกว้างขวาง การประมาณที่ใช้ได้สะดวกคือการประมาณที่เรียกว่า frozen-in ซึ่งมีการอ้างถึงอนุกรมของช่วงเวลาการสังเกตข้อมูลจากดาวเทียมในบริเวณใกล้เคียง โดยเฉลี่ยแล้วลมสุริยะมีความเร็วประมาณ 250 - 750 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่คุณลักษณะของความเร็วที่เกี่ยวข้องกับการกระเพื่อมแบบ MHD (ความเร็วเสียง , ความเร็วของ Alfven ,ความเร็วของการกระเพื่อม) จะมีความเร็วน้อยกว่า 10 - 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดังนั้น การอธิบายโครงสร้างโดยใช้ MHD ไม่สามารถชี้ให้เห็นส่วนที่บิดเบือนออกไปในช่วงระยะเวลาที่มีการเคลื่อนที่ผ่านเครื่องมือวัดได้ เราจึงต้องใช้ frozen-in และการประมาณค่าทางสถิติมาวัดลมสุริยะในระยะ 1 AU (1 AU = 1.5 x 1013 เซนติเมตร) แทน โดยการพิจารณาเกี่ยวกับการกระจายของค่าพลังงานมักจะอ้างถึงการกระเพื่อมของสเปกตรัมพลังงาน นิยามให้อยู่รูปของ Fourier transform ของ 2 ฟังก์ชันที่นำมาเทียบเคียงกัน |
เอกสารอ้างอิง- http://www.thaispaceweather.com/ |
จัดทำโดย : แผนกภูมิอากาศ กขอ.คปอ.