นักวิจัย ม.มหิดล ค้นพบสนามไฟฟ้าที่บ่งชี้ถึงการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็ก

เตรียมสำรวจร่วมกับนาซาเก็บข้อมูลรับมือกับพายุสุริยะพุ่งผ่านกระทบชั้นบรรยากาศของโลก

            นักวิจัยด้านฟิสิกส์ จากมหาวิทยาลัยมหิดล ค้นพบสนามไฟฟ้าที่บ่งชี้ถึงการเชื่อมต่อใหม่ระหว่างสนามแม่เหล็กของโลกและสนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์ ซึ่งจะทำให้อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจากพายุสุริยะสามารถพุ่งผ่านเข้ามากระทบดาวเทียมและชั้นบรรยากาศในบริเวณขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้  เกิดผลกระทบต่อระบบกระแสไฟฟ้า ระบบการบิน และระบบการสื่อสารของโลก   เตรียมสำรวจร่วมกับนาซาเพื่อเก็บข้อมูลของการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็กอย่างละเอียดเพื่อความเข้าใจที่สามารถนำไปใช้การคาดการณ์ล่วงหน้าเพื่อวางแผนรับมือกับการเกิดพายุสุริยะ

Space_weather_effects             ดร.กิตติพัฒน์ มาลากิจ นักวิจัยหลังปริญญาเอก และ ศ.ดร.เดวิด รูฟโฟโล (Prof. Dr. David  Ruffolo)  อาจารย์ด้านฟิสิกส์จากคณะวิทยาศาสตร์  มหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะหัวหน้าห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อวกาศและอนุภาคพลังงานสูง ผู้ค้นพบสนามไฟฟ้าที่บ่งชี้ถึงการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็ก ร่วมกับ รศ.ดร.ไมเคิล เชย์ (Assoc. Prof. Dr. Michael Shay) จากมหาวิทยาลัย University of Delaware และ รศ.ดร.พอล คาสสัก (Assoc. Prof. Dr. Paul Cassak) จากมหาวิทยาลัย West Virginia University เปิดเผยว่า สนามแม่เหล็กโลกเป็นพลังงานแม่เหล็กที่อยู่บริเวณขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ แผ่ออกไปไม่มีที่สิ้นสุด แม้ว่าความเข้มของสนามแม่เหล็กจะอ่อนลงเรื่อยๆเมื่ออยู่ห่างจากแหล่งกำเนิด     ขอบเขตสนามแม่เหล็กโลกกินพื้นที่หลายหมื่นกิโลเมตรในห้วงอวกาศ เมื่อแผ่ออกไปพบกับสนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์ จะเกิดการเชื่อมต่อกันของสนามแม่เหล็ก เป็นกระบวนการทางธรรมชาติ การเชื่อมต่อใหม่ระหว่างสนามแม่เหล็กโลกกับสนามแม่เหล็กดวงอาทิตย์  เมื่อเกิดขึ้นจะทำให้อนุภาคมีประจุที่มากับพายุสุริยะสามารถพุ่งผ่านเข้ามาในชั้นบรรยากาศของโลกได้ ซึ่งโดยปกติโลกมีสนามแม่เหล็กที่สามารถป้องกันพายุสุริยะไว้ ทำให้มีผลกระทบกับดาวเทียมทำให้ระบบโทรคมนาคมและการสื่อสารระยะไกลเสียหาย,  รบกวนการใช้งานจีพีเอสและโทรศัพท์มือถือใช้งานไม่ได้ รวมทั้งระบบการบินเนื่องจากเครื่องบินไม่สามารถติดต่อหอบังคับการได้ และระบบการจ่ายกระแสไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศที่อยู่ไกล้บริเวณขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ซึ่งเคยเกิดขึ้นมาแล้วเมื่อปี พ.ศ. 2532 ที่ประเทศแคนาดากระแสไฟฟ้าดับเป็นบริเวณกว้างนาน 9 ชั่งโมง ในตอนนั้นพายุสุริยะรุนแรงทะลุช่องว่างเข้ามาก่อกวนกระแสไฟฟ้าบนโลกทำให้การขับเคลื่อนกระแสไฟไม่สม่ำเสมอจนหม้อแปลงระเบิด นอกจากนี้ เมื่อวันที่ 24 เมษายน 2554 ดาวเทียมไทยคม 5 เกิดขัดข้องนาน 4 ชั่วโมงส่งผลกระทบต่อสัญญาณโทรทัศน์  รวมทั้งเคยเกิดเหตุการณ์สิบกว่าครั้งที่ดาวเทียมเสียหายจนใช้งานไม่ได้หลังจากเกิดพายุสุริยะ โดยแต่ละดวงมีมูลค่าหลายพันล้านบาท (หมายเหตุ: พายุสุริยะ (solar storm) เป็นปรากฏการณ์หนึ่งที่เกิดจากผิวดวงอาทิตย์ระเบิดขึ้นมา ทำให้อนุภาคประจุไฟฟ้าพุ่งออกมาจำนวนมหาศาล)

                  ศ.ดร.เดวิด รูฟโฟโล กล่าวว่า องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐหรือนาซา(NASA)มีความกังวลในเรื่องนี้และต้องการศึกษาเพิ่มเติม  จึงเตรียมส่งดาวเทียม Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) เพื่อศึกษากระบวนการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็กโลกโดยเฉพาะ  อย่างไรก็ตามสิ่งที่ท้าทายในภารกิจนี้ คือการบ่งชี้ว่าการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็กโลกนั้นจะเกิดขึ้นบริเวณไหนในอวกาศ ซึ่งพบยากมาก ปัญหานี้ทีมนักวิจัยไทยและอเมริกันแก้ไขได้โดยจำลองสถานการณ์ด้วยคอมพิวเตอร์จนค้นพบว่าเมื่อมีการเชื่อมต่อใหม่ที่มีความไม่สมมาตรของสนามแม่เหล็กและ/หรือความหนาแน่นของอนุภาคที่มากพอจะมีสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นดังเช่นสนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์ที่แผ่มาปะทะกับสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับโครงการ MMS ที่จะช่วยระบุตำแหน่งและช่วงเวลาที่เหมาะสมที่จะให้มีการบันทึกข้อมูลโดยละเอียดเมื่อดาวเทียมMMSอยู่ใกล้สถานที่ที่เกิดการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็กsummary LE14187.figure

                ผลงานการค้นพบสนามไฟฟ้าที่บ่งชี้ถึงช่องว่างในสนามแม่เหล็กโลกครั้งนี้  ดร.กิตติพัฒน์ มาลากิจ และ ศ.ดร.เดวิด รูฟโฟโล ได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยจากมหาวิทยาลัยมหิดลและสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย  และได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ผลงานในวารสาร Physical Review Letters ซึ่งจะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจพบและเข้าใจปรากฏการณ์การเชื่อมต่อใหม่ในสนามแม่เหล็กได้ดีขึ้น ซึ่งความเข้าใจใหม่ๆที่จะเกิดขึ้นนี้จะสามารถนำไปสู่การพยากรณ์ล่วงหน้าได้ว่าจะเกิดเล็ดรอดของอนุภาคมีประจุเข้ามาในสนามแม่เหล็กโลกเมื่อใดเพื่อวางแผนรับมือกับพายุสุริยะ และเตรียมความพร้อมไม่ให้เกิดความเสี่ยงต่อทุกชีวิตบนโลก