Aditya-L1 และ Proba-3 ติดตามการปะทุบนดวงอาทิตย์สองครั้ง เผยรูปแบบพลังงานที่แตกต่างกัน

การปะทุสองครั้ง กับเรื่องราวพลังงานที่แตกต่างกันอย่างมาก

การปะทุบนดวงอาทิตย์สองครั้งที่สังเกตพบเมื่อวันที่ 14 และ 16 กันยายน 2025 เปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ในเบงกาลูรูและผู้ร่วมงานนานาชาติได้ศึกษาลึกขึ้นว่า สสารที่หลุดออกจากดวงอาทิตย์แบ่งพลังงานระหว่างการเคลื่อนที่ ความร้อน และสนามแม่เหล็กอย่างไร การปะทุครั้งที่เร็วกว่าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 645 กิโลเมตรต่อวินาที ส่วนครั้งที่ช้ากว่าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 145 กิโลเมตรต่อวินาที แต่กลับแสดงการขยายตัวในช่วงแรกที่รุนแรงกว่า และมีสัดส่วนพลังงานที่สะสมในรูปความร้อนเพิ่มขึ้น

คณะนักวิจัยนำข้อมูลจาก Aditya-L1 ของอินเดียและ Proba-3 ขององค์การอวกาศยุโรปมาวิเคราะห์ร่วมกัน ซึ่งเป็นการสังเกตการณ์ในเวลาเดียวกัน เครื่องมือของทั้งสองภารกิจเฝ้าดูบริเวณเกือบเดียวกันใกล้ดวงอาทิตย์ แต่เก็บข้อมูลคนละประเภท โดยเครื่องมือหนึ่งวัดสเปกตรัมของแสงจากก๊าซร้อน ส่วนอีกเครื่องสร้างภาพแสดงรูปร่างและการเคลื่อนที่ของการปะทุ

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งอินเดีย (IIA) ร่วมกับนักฟิสิกส์ดวงอาทิตย์จากยุโรปและสหรัฐฯ ใช้ข้อมูลที่เสริมกันเหล่านี้ประเมินมวล ความหนาแน่น และพลังงานของการปะทุ ผลการศึกษาการสังเกตการณ์โคโรนากราฟร่วมกัน ซึ่งได้รับการตอบรับให้ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy & Astrophysics นำเสนอการสังเกตการณ์การพ่นมวลจากโคโรนาพร้อมกันเป็นครั้งแรกด้วยเครื่องมือทั้งสองชิ้นนี้

การพ่นมวลจากโคโรนา หรือ CME คือการปลดปล่อยพลาสมาและสนามแม่เหล็กออกจากบรรยากาศชั้นนอกของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่าโคโรนา พลาสมาคือก๊าซที่อิเล็กตรอนแยกตัวออกจากอะตอม การทำความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นกับสสารนี้ใกล้ดวงอาทิตย์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์อธิบายพัฒนาการของการปะทุขณะเคลื่อนที่ออกสู่อวกาศได้

เหตุการณ์ทั้งสองเป็นกรณีเปรียบเทียบที่มีประโยชน์ โดย CME ครั้งที่เร็วกว่าเคลื่อนที่เร็วกว่าอีกครั้งประมาณ 4.4 เท่า แต่ความแตกต่างไม่ได้มีเพียงความเร็ว ความหนาแน่นและพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปแสดงให้เห็นว่าเหตุใดภาพถ่ายและการวัดก๊าซร้อนจึงมีคุณค่าเมื่อใช้ร่วมกัน

เครื่องมือทั้งสองมองเห็นบริเวณเดียวกันได้อย่างไร

เครื่องมือ Visible Emission Line Coronagraph ของ Aditya-L1 หรือที่เรียกว่า VELC ศึกษาโคโรนาในระยะประมาณ 1.05 ถึง 1.5 รัศมีดวงอาทิตย์จากใจกลางดวงอาทิตย์ ส่วนเครื่องมือ Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun ของ Proba-3 หรือ ASPIICS สังเกตการณ์ในระยะประมาณ 1.1 ถึง 3 รัศมีดวงอาทิตย์

รัศมีดวงอาทิตย์คือระยะจากใจกลางดวงอาทิตย์ถึงพื้นผิวที่มองเห็นได้ ดังนั้นเครื่องมือทั้งสองจึงมีบริเวณสังเกตการณ์ร่วมกันในระยะประมาณ 1.1 ถึง 1.5 รัศมีดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่เหนือพื้นผิวขึ้นไปเล็กน้อย การซ้อนทับกันนี้ทำให้นักวิจัยเปรียบเทียบข้อมูลจากการปะทุเดียวกันได้ ขณะที่การปะทุนั้นยังอยู่ใกล้จุดกำเนิด

โคโรนากราฟบดบังพื้นผิวสว่างจ้าของดวงอาทิตย์ เพื่อให้มองเห็นโคโรนารอบนอกที่สว่างน้อยกว่ามาก Proba-3 ทำเช่นนี้ด้วยยานอวกาศสองลำที่บินห่างกันประมาณ 150 เมตร ลำหนึ่งทอดเงาบังอีกลำ ทำให้เกิดสุริยุปราคาเทียมสำหรับเครื่องมือสังเกตการณ์

VELC ซึ่งพัฒนาโดย IIA ร่วมกับองค์การวิจัยอวกาศอินเดีย (ISRO) ให้ข้อมูลการสังเกตการณ์ทางสเปกโทรสโกปี สเปกโทรสโกปีแยกแสงตามความยาวคลื่น ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบสัญญาณเฉพาะจากสสารร้อนได้ ส่วน ASPIICS ให้ภาพในย่านแสงขาวและเส้นสเปกตรัมการเปล่งแสงสีเขียวจากโคโรนา

เหตุใดการวัดช่วงแรกสุดจึงทำได้ยาก

โคโรนาชั้นในเป็นบริเวณที่ติดตามการปะทุได้ยาก เพราะต้องสังเกตสสารจาง ๆ ที่หลุดออกมาใกล้จานดวงอาทิตย์อันสว่างจ้า เครื่องมืออวกาศรุ่นก่อนประสบความสำเร็จอย่างจำกัดในการติดตามพัฒนาการช่วงแรกของ CME ที่จาง ทำให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานยังมีช่องว่าง

ISRO อธิบายคุณค่าของการใช้เครื่องมือทั้งสองร่วมกันในแถลงการณ์ที่ออกเมื่อวันที่ 16 ตุลาคม 2026 โดยระบุว่า VELC ให้ข้อมูลสเปกโทรสโกปี ขณะที่ ASPIICS ให้ภาพจากบริเวณเกือบเดียวกันของโคโรนา:

การสังเกตการณ์ร่วมกันนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของ CME มากกว่าการสังเกตการณ์จากยานอวกาศเพียงลำเดียว

คณะนักวิจัยตรวจสอบข้อมูลการสังเกตการณ์ตั้งแต่เดือนกรกฎาคมถึงธันวาคม 2025 ในช่วงเวลาดังกล่าว พวกเขาพบ CME เพียงสองครั้งที่เครื่องมือทั้งสองบันทึกไว้พร้อมกัน คือวันที่ 14 และ 16 กันยายน VELC บันทึกการปะทุทั้งสองได้ตั้งแต่ระยะแรก จึงให้ข้อมูลที่เสริมกับภาพจาก ASPIICS

ภาพถ่ายและสเปกตรัมเผยข้อมูลคนละด้าน

ภาพแสงขาวจาก ASPIICS ช่วยให้คณะวิจัยประเมินมวลและปริมาตรของการปะทุ รวมถึงความหนาแน่นเชิงจำนวนได้ ความหนาแน่นเชิงจำนวนหมายถึงจำนวนอนุภาคในปริมาตรหนึ่ง ๆ การติดตามปริมาณเหล่านี้ขณะที่การปะทุเคลื่อนสูงขึ้นช่วยแสดงให้เห็นว่าสสารกำลังแผ่กระจายและเจือจางลงหรือไม่

ภาพถ่ายยังช่วยประเมินรูปร่างและการเคลื่อนที่ของ CME ด้วย ข้อมูลเหล่านี้นำไปคำนวณพลังงานจลน์ ซึ่งเป็นพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของสสาร ทั้งมวลและความเร็วล้วนมีความสำคัญ กล่าวคือ ที่ความเร็วเท่ากัน การปะทุที่มีมวลมากกว่าจะมีพลังงานจลน์สูงกว่า ขณะที่การเพิ่มขึ้นของความเร็วส่งผลอย่างมากเป็นพิเศษ

VELC สังเกตเส้นสเปกตรัมการเปล่งแสงสีเขียวจากเหล็กที่เรียกว่า Fe XIV ซึ่งมีความยาวคลื่น 5303 อังสตรอม สัญญาณนี้มาจากก๊าซที่มีอุณหภูมิประมาณสองล้านองศา สเปกตรัมช่วยให้ประเมินความหนาแน่นเชิงจำนวนของอิเล็กตรอน พลังงานความร้อน และขอบเขตด้านข้างของการปะทุ หรือหมายถึงความกว้างในแนวขวางกับทิศทางการมอง ได้อย่างเป็นอิสระ

เครื่องมือนี้ยังวัดค่าการเปล่งรังสี ซึ่งเป็นปริมาณที่เชื่อมโยงกับจำนวนและความหนาแน่นของสสารร้อนที่มีส่วนทำให้เกิดแสงที่สังเกตได้ นักวิจัยใช้ค่านี้ร่วมกับสมมติฐานเกี่ยวกับบริเวณที่เปล่งแสง เพื่อประเมินคุณสมบัติทางกายภาพของพลาสมา

ค่าประเมินมวลและพลังงานความร้อนจาก ASPIICS และ VELC สอดคล้องกันเป็นอย่างดี แม้วิธีการสังเกตการณ์ สมมติฐานด้านเรขาคณิต และการคำนวณทางฟิสิกส์จะแตกต่างกัน ความสอดคล้องระหว่างวิธีอิสระช่วยให้นักวิจัยตรวจสอบค่าที่วัดโดยตรงได้ยาก

การปะทุที่เร็วกว่าแบกรับความร้อนค่อนข้างน้อย

CME เมื่อวันที่ 14 กันยายนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 645 กิโลเมตรต่อวินาที พลังงานจลน์และพลังงานแม่เหล็กที่ประเมินได้อยู่ในระดับใกล้เคียงกัน ขณะที่พลังงานความร้อนมีค่าน้อยกว่ามาก พลังงานความร้อนหมายถึงพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคภายในก๊าซ ไม่ใช่การเคลื่อนที่ของการปะทุทั้งก้อน

งานวิจัยระบุว่าพลังงานความร้อนต่ำกว่าพลังงานจลน์เกือบสองลำดับขั้น หรือมีค่าประมาณหนึ่งในร้อยของพลังงานจลน์ ขณะที่คำอธิบายผลการศึกษาสำหรับสาธารณชนระบุว่าคิดเป็นประมาณ 1% ของพลังงานทั้งหมด การเปรียบเทียบเฉพาะในงานวิจัยคือระหว่างความร้อนกับการเคลื่อนที่

ในช่วงพัฒนาการระยะแรกที่สังเกตได้ของการปะทุครั้งนี้ องค์ประกอบพลังงานความร้อนที่มีสัดส่วนค่อนข้างน้อยบ่งชี้ว่าพลาสมาได้รับความร้อนเพิ่มไม่มาก พลังงานส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ออกด้านนอกและสนามแม่เหล็ก มากกว่าความร้อน

การปะทุที่ช้ากว่าขยายตัวรุนแรงกว่า

CME เมื่อวันที่ 16 กันยายนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 145 กิโลเมตรต่อวินาที ความหนาแน่นลดลงตามระดับความสูงอย่างรวดเร็วกว่ากรณีวันที่ 14 กันยายน ซึ่งบ่งชี้ว่าการขยายตัวในช่วงแรกมีความรุนแรงกว่า เมื่อสสารกินปริมาตรมากขึ้น จำนวนอนุภาคในพื้นที่แต่ละหน่วยก็ลดลง

การขยายตัวกับความเร็วในการเคลื่อนที่ออกด้านนอกอธิบายคนละแง่มุมของการปะทุ CME อาจเคลื่อนออกจากดวงอาทิตย์ช้ากว่า แต่แผ่กระจายออกมากกว่าได้ การวัดทั้งสองอย่างช่วยอธิบายการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มสสาร แทนการบรรยายด้วยความเร็วเพียงค่าเดียว

การปะทุที่ช้ากว่ายังมีรูปแบบพลังงานแตกต่างออกไปด้วย พลังงานความร้อนเพิ่มขึ้นจนมีค่าใกล้เคียงกับพลังงานจลน์ ในกรณีนี้ ความร้อนกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของสมดุลพลังงานที่วัดได้ในช่วงเวลาที่สังเกตการณ์

สำหรับ CME ทั้งสองครั้ง พลังงานแม่เหล็กที่ประเมินได้มีค่าใกล้เคียงหรือสูงกว่าพลังงานจลน์ตลอดช่วงระดับความสูงที่สังเกตการณ์ พลังงานแม่เหล็กคือพลังงานที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กซึ่งสสารที่ปะทุพาออกมาด้วย นักวิจัยคำนวณค่านี้โดยใช้คุณสมบัติ CME ที่สังเกตได้และสมมติฐานที่มีพื้นฐานทางฟิสิกส์ซึ่งจำกัดขอบเขตด้วยข้อมูลดังกล่าว

การเปรียบเทียบนี้แสดงให้เห็นคุณค่าของการวัดคุณสมบัติหลายอย่างพร้อมกัน ความเร็วทำให้เห็นความแตกต่างระหว่างเหตุการณ์ทั้งสองได้ทันที แต่การวัดความหนาแน่นและความร้อนเผยให้เห็นความต่างอีกประการ นั่นคือการปะทุที่ช้ากว่าขยายตัวรุนแรงกว่า และมีองค์ประกอบพลังงานความร้อนเพิ่มขึ้นมากเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่

จากการส่งภารกิจสู่อวกาศสู่การสังเกตการณ์ร่วมกัน

ภารกิจทั้งสองเดินทางสู่อวกาศด้วยยานปล่อยของอินเดีย แม้จะใช้รูปแบบการสังเกตดวงอาทิตย์ต่างกัน Aditya-L1 เป็นภารกิจสำรวจดวงอาทิตย์โดยเฉพาะภารกิจแรกของอินเดีย ส่วน Proba-3 เป็นภารกิจของยุโรปที่ใช้การบินอย่างแม่นยำของยานอวกาศสองลำเพื่อสร้างสภาวะสำหรับการสังเกตการณ์

• 2 กันยายน 2023: ส่ง Aditya-L1 ขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวด PSLV-C57
• 6 มกราคม 2024: Aditya-L1 เข้าสู่วงโคจรฮาโลรอบจุด L1 ของระบบดวงอาทิตย์-โลก ทำให้สังเกตดวงอาทิตย์ได้อย่างต่อเนื่อง
• 5 ธันวาคม 2024: ส่ง Proba-3 ขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวด PSLV-XL จากศรีหริโกฏะ
• กรกฎาคมถึงธันวาคม 2025: นักวิจัยตรวจสอบช่วงเวลาการสังเกตการณ์ ซึ่งพบการบันทึก CME พร้อมกันสองครั้ง
• 14 และ 16 กันยายน 2025: VELC และ ASPIICS สังเกตการณ์การปะทุที่นำมาวิเคราะห์ในงานวิจัย
• 16 ตุลาคม 2026: ISRO ออกแถลงการณ์อธิบายผลการค้นพบจากการทำงานร่วมกัน

บริเวณสังเกตการณ์ร่วมกันเชื่อมโยงภารกิจทั้งสองในเชิงวิทยาศาสตร์ VELC ให้ข้อมูลเกี่ยวกับพลาสมาร้อนที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก ส่วน ASPIICS ถ่ายภาพบริเวณที่ทับซ้อนกันและขยายการสังเกตการณ์ออกไปไกลขึ้นในโคโรนา

ความเข้าใจเรื่องสภาพอวกาศจากดวงอาทิตย์เปลี่ยนไปอย่างไร

CME มีความสำคัญมากกว่าด้านฟิสิกส์ดวงอาทิตย์ เพราะการปะทุที่มุ่งหน้าเข้าหาโลกอาจก่อให้เกิดพายุแม่เหล็กโลก ความแปรปรวนเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่อดาวเทียม การนำทาง และการสื่อสาร นักวิจัยจึงจำเป็นต้องเข้าใจว่าคุณสมบัติของการปะทุเปลี่ยนแปลงอย่างไรก่อนจะไปถึงสภาพแวดล้อมในอวกาศที่กว้างไกลออกไป

งานวิจัยนี้เพิ่มข้อมูลการวัดในช่วงแรก ซึ่งที่ผ่านมาเป็นช่วงที่สังเกตการณ์ได้ยาก โดยนำมวล ความหนาแน่น การขยายตัว และพลังงานหลายรูปแบบมาวิเคราะห์ร่วมกัน พร้อมค่าประเมินอิสระจากเครื่องมือที่ใช้วิธีต่างกัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีข้อมูลมากขึ้นสำหรับทดสอบคำอธิบายเกี่ยวกับพัฒนาการของ CME

เหตุการณ์ทั้งสองยังเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของประวัติการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่ต่างกันใกล้ดวงอาทิตย์ เหตุการณ์หนึ่งเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและมีพลังงานความร้อนค่อนข้างน้อย ส่วนอีกเหตุการณ์ช้ากว่า ขยายตัวรุนแรงกว่า และมีพลังงานความร้อนเพิ่มขึ้นจนใกล้เคียงกับพลังงานจลน์ แบบจำลองการปะทุจำเป็นต้องอธิบายความแตกต่างเช่นนี้

งานวิจัยมุ่งศึกษาการพัฒนาระยะแรกของ CME สองครั้งนี้ ไม่มีการประกาศบริการพยากรณ์เชิงปฏิบัติการหรือกำหนดวันที่จะนำผลลัพธ์ไปใช้ในการพยากรณ์ ผลลัพธ์โดยตรงในขณะนี้คือชุดข้อมูลการวัดที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น เพื่อศึกษาว่าการปะทุบนดวงอาทิตย์ก่อกำเนิดและถ่ายโอนพลังงานอย่างไร

ประเด็นสำคัญ

• Aditya-L1 และ Proba-3 บันทึกการปะทุบนดวงอาทิตย์สองครั้งเดียวกันเมื่อวันที่ 14 และ 16 กันยายน 2025
• การปะทุทั้งสองเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 645 และ 145 กิโลเมตรต่อวินาที ตามลำดับ
• ข้อมูลสเปกโทรสโกปีจาก VELC และภาพจาก ASPIICS ให้ข้อมูลการวัดที่เสริมกันเกี่ยวกับสสารใกล้ดวงอาทิตย์
• ตามงานวิจัย CME ที่เร็วกว่ามีพลังงานความร้อนประมาณหนึ่งในร้อยของพลังงานจลน์
• CME ที่ช้ากว่าขยายตัวรุนแรงกว่า และพลังงานความร้อนเพิ่มขึ้นจนเท่ากับพลังงานจลน์
• พลังงานแม่เหล็กที่ประเมินได้มีค่าใกล้เคียงหรือสูงกว่าพลังงานจลน์ในการปะทุทั้งสองครั้ง
• ผลการศึกษานี้เพิ่มข้อมูลการวัดใหม่เพื่อทำความเข้าใจช่วงแรกสุดของการปะทุบนดวงอาทิตย์