สุดขอบระบบสุริยะไม่ราบเรียบ แต่เป็นรอยย่นเหมือนระลอกคลื่น

ระบบสุริยะของเรามีขอบเขตสิ้นสุดที่ตรงไหนและมีรูปทรงอย่างไรกันแน่ เป็นคำถามที่เหล่านักดาราศาสตร์ขององค์การนาซาใกล้จะได้คำตอบที่ชัดเจนแล้ว หลังดาวเทียมสำรวจขอบเขตระหว่างดวงดาว (IBEX) ส่งข้อมูลใหม่ที่น่าสนใจกลับมา 

รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy ชี้ว่ากำแพงพลาสมาซึ่งก่อตัวที่แนวสิ้นสุดอิทธิพลลมสุริยะ “เฮลิโอพอส” (heliopause) หรือตรงสุดเขตแดนของระบบสุริยะที่ติดต่อกับห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว (interstellar space) ไม่ได้เป็นวงโค้งราบเรียบอย่างที่เคยคิดกัน แต่กลับเป็นรอยยับย่นเหมือนระลอกคลื่นไม่มีผิด

ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ตรวจวัดหาขอบเขตและรูปทรงของระบบสุริยะ โดยวิเคราะห์ความเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงของอะตอมพลังงานสูงที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งมีอยู่ในรังสีที่แผ่ออกไปจากดวงอาทิตย์หรือลมสุริยะนั่นเอง

ลมสุริยะจะพัดไปจนถึงแนวเขตแดนหรือเฮลิโอพอส ซึ่งถือเป็นจุดสิ้นสุดอาณาเขตของระบบสุริยะในทางทฤษฎี โดยดาวเทียม IBEX จะทราบถึงตำแหน่งของแนวเขตแดนนี้ได้ เมื่อพบว่าอะตอมพลังงานสูงในลมสุริยะ ทำปฏิกิริยากับสสารจากห้วงอวกาศระหว่างดวงดาวในระดับสูงสุดที่จุดใด หลังจากที่มันสะท้อนกลับเข้ามายังด้านในของระบบสุริยะอีกครั้ง

ที่มาของภาพ, NASA

แม้ข้อมูลก่อนหน้านี้จะชี้ว่า กำแพงพลาสมาที่สุดขอบของระบบสุริยะมีลักษณะราบเรียบ แต่ข้อมูลใหม่จากดาวเทียม IBEX ที่บันทึกไว้เมื่อปี 2014 ซึ่งเป็นช่วงที่ดวงอาทิตย์มีความเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานอย่างสูงถึง 6 เดือน จนทำให้แรงดันลมสุริยะเพิ่มขึ้น 50% ในช่วงดังกล่าว ชี้ว่ากำแพงพลาสมานั้นมีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงตามไปด้วยเช่นกัน

มีการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์จากข้อมูลดังกล่าว เพื่อคำนวณว่าแรงดันของลมสุริยะที่เพิ่มขึ้นมาก ส่งผลกระทบอย่างไรต่อรูปร่างของแนวเขตแดนระบบสุริยะ ซึ่งผลปรากฏว่าเกิดการยืดหดเป็นระลอกคลื่นของกำแพงพลาสมา ตลอดแนวเขตแดนความยาวทั้งสิ้น 1,500 ล้านกิโลเมตร

เขตแดนของระบบสุริยะบางส่วนที่ยานวอยาเจอร์ 1 เคยเคลื่อนผ่านไปแล้ว ในครั้งนี้ขยับขยายเพิ่มขึ้นมาไกลกว่าเดิมถึง 750 ล้านกิโลเมตร เมื่อเทียบกับตำแหน่งที่วัดได้เมื่อปี 2012

ทีมผู้วิจัยระบุว่า สาเหตุของความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดจากอะตอมพลังงานสูงในลมสุริยะ เกิดการกระเด้งกระดอนเพิ่มมากขึ้น โดยสะท้อนกลับไปมาระหว่างแนวเฮลิโอพอสและพื้นที่ชั้นในตรง termination shock ซึ่งเป็นจุดที่ลมสุริยะอ่อนกำลังลงจนไม่สามารถพัดด้วยความเร็วเหนือเสียงอีกต่อไป

การสะท้อนของอะตอมพลังงานสูงดังกล่าว จึงเป็นที่มาของกำแพงพลาสมาที่มีลักษณะเป็นรอยยับย่นเหมือนคลื่น ซึ่งอาจเปลี่ยนรูปทรงไปได้อีกตามการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานของดวงอาทิตย์ในวัฏจักรสุริยะทุก 11 ปี

……..

ข่าว บีบีซี ไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว