กว่า 150 ปีมาแล้วที่นักดาราศาสตร์ฉงนกับปริศนาที่ว่าเหตุใด บรรยากาศชั้นโคโรนาซึ่งเป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์จึงมีอุณหภูมิสูงยิ่งกว่าผิวดวงอาทิตย์ราว 200 เท่า ความร้อนมหาศาลนี้ทำให้อนุภาคมีประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนผ่านมีความเร็วสูงอย่างยิ่ง และเมื่อมันพุ่งมายังโลกก็อาจก่อให้เกิดปัญหากับดาวเทียมสื่อสารหรือร่างกายนักบินอวกาศในสถานีอวกาศในระยะยาว รวมทั้งโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าอย่างโรงไฟฟ้าได้

        การทำความเข้าใจบรรยากาศชั้นโคโรนาจึงเป็นความรู้พื้นฐานด้านสภาพภูมิอวกาศรอบโลกของเราที่สำคัญอย่างยิ่ง

        ก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ถกเถียงกันว่าอะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้บรรยากาศชั้นโคโรนาร้อนจัด ซึ่งคำอธิบายหลักๆมีสองทาง

        1. นาโนแฟลร์ (nanoflare)

        แนวคิดนี้คือ ดวงอาทิตย์มีการระเบิดขนาดเล็กที่เรียกว่า นาโนแฟลร์ ซึ่งปลดปล่อยพลังงานออกมาน้อยกว่าการระเบิดทั่วไปที่เรียกว่าแฟลร์ ราวพันล้านเท่า (แต่กระนั้นมันก็ยังแผ่พลังงานออกมามหาศาลเมื่อเทียบกับระเบิดปรมาณู)  แม้นาโนแฟลร์จะเล็กจิ๋ว แต่มันเกิดขึ้นมาอย่างรวดเร็วและมีจำนวนมากส่งผลให้บรรยากาศชั้นโคโรนาร้อนจัด 

        2. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

        เป็นทฤษฎีที่มองว่าคลื่นที่เรียกว่า Alfvén waves อาจผลักเอาอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าและความร้อนเข้าสู่บรรยากาศชั้นโคโรนาทำให้โคโนนาร้อนจัด

        นักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถฟันธงได้ว่า ทฤษฎีไหนกันแน่ที่ถูกต้อง

        หรือแท้จริงแล้วจะถูกต้องทั้งคู่ แต่ในสัดส่วนที่แตกต่างกัน 

        ล่าสุดดาวเทียมไอริส (Interface Region Imaging Spectrograph) ค้นพบโครงสร้างเจ็ท(Jet)ที่พุ่งออกมาจากจุดบนดวงอาทิตย์ (sunspot) ดูแล้วมีลักษณะคล้ายลูกอ๊อด โดยเจ็ทดังกล่าวคือพวยแก๊สร้อนจัดที่พุ่งออกมาสูงเกือบ 5,000 กิโลเมตรจนถึงโคโรนาชั้นใน ส่วนหัวของเจ็ทดังกล่าวมีความหนาแน่นสูงแล้วค่อยๆลดลงไปตามส่วนหาง

        นักดาราศาสตร์เชื่อว่าเจ็ทดังกล่าวเกิดจากสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ที่เกิดการเชื่อมต่อใหม่ (magnetic reconnection)

        งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy ที่มีความน่าเชื่อถือสูง เมื่อนักดาราศาสตร์ทำการสร้างแบบจำลองในคอมพิวเตอร์ก็พบว่า เจ็ทดังกล่าวมีพลังงานสูงพอ จะทำให้โคโรนาชั้นในร้อน!

        พูดง่ายๆว่ามันอาจเป็นกุญแจสำคัญอีกดอกที่ใช้อธิบายอุณหภูมิที่สูงจัดของบรรยากาศชั้นโคโรนา 

        ตอนนี้นักดาราศาสตร์ตั้งตารอข้อมูลใหม่ๆจากยาน  Parker Solar Probe ที่ถูกส่งไปสำรวจดวงอาทิตย์เมื่อเดือนสิงหาคม ปี ค.ศ. 2018 ที่ผ่านมา เพื่อนำมาประกอบกับงานวิจัยอื่นๆ

        พวกเราจะได้รู้เสียทีว่าบรรยากาศโคโรนาของดวงอาทิตย์นั้นร้อนจัดได้อย่างไรกันแน่

เรียบเรียงโดย อาจวรงค์ จันทมาศ

อ้างอิง

https://phys.org/news/2019-02-solar-tadpole-like-jets-nasa-iris.html

http://www.astronomy.com/news/2015/05/strong-evidence-for-coronal-heating-theory-presented-at-2015-tess-meeting

https://aasnova.org/2017/11/08/carrying-energy-to-the-corona-with-waves/