ยานจูโนแสดงให้เห็นสนามแม่เหล็กสุดพิสดารของดาวพฤหัสฯ

Share

สนามแม่เหล็กของโลกเรานั้นเกิดจากแก่นด้านนอกที่เป็นเหล็กหลอมเหลวเกิดการไหลเนื่องจากความร้อนภายในโลก 

เหล็กนั้นมีอิเล็กตรอนอิสระ ดังนั้นเมื่อเกิดการไหลจึงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า และเมื่อเกิดกระแสไฟฟ้าไหลวนย่อมเกิดการแผ่สนามแม่เหล็กออกมาโดยรอบ โดยที่ขั้วโลกเหนือนั้นเสมือนมีแม่เหล็กขั้วใต้ฝังอยู่ และที่ขั้วโลกใต้นั้นเสมือนมีแม่เหล็กขั้วเหนือฝังอยู่

 

        ส่วนดาวพฤหัสฯนั้นแตกต่างออกไป นักดาราศาสตร์รู้ดีว่าที่ขั้วเหนือของดาวพฤหัสฯ เสมือนมีแม่เหล็กขั้วเหนือฝังอยู่ และที่ขั้วใต้ของดาวพฤหัสฯเสมือนมีแม่เหล็กขั้วใต้ฝังอยู่ 

        การศึกษาสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสฯนั้นจะช่วยให้นักดาราศาสตร์สร้างแบบจำลองอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นภายในดาวเคราะห์ดวงนี้ได้ดีขึ้น ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าแก่นของดาวพฤหัสฯเป็นอย่างไรกันแน่ จนกระทั่ง ข้อมูลจากยานอวกาศจูโนที่เดินทางไปสำรวจดาวพฤหัสฯทำให้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าแก่นของมันอาจไม่ได้มีขอบเขตที่ชัดเจน กล่าวคือ แก่นในสุดของมันเป็นหินและน้ำแข็งละลายผสมกันอยู่แล้วถูกล้อมรอบด้วยโลหะไฮโดรเจน โดยทั้งหมดนี้ไม่ได้มีรอยต่อที่แน่ชัด 

        ล่าสุด งานวิจัยเมื่อเดือนกันยายน ค.ศ. 2018 โดยทีมนักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดค้นพบความแปลกประหลาดของสนามแม่เหล็กดาวพฤหัสฯ แล้วตีพิมพ์การค้นพบลงในวารสาร Nature 

        พวกเขาพบว่าเส้นสนามแม่เหล็กที่ซีกเหนือของดาวพฤหัสฯพุ่งออกมาแล้วส่วนหนึ่งพุ่งสู่ขั้วใต้ตามปกติ แต่อีกส่วนหนึ่งกลับปักกลับลงไปบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสฯ

        ในขณะที่สนามแม่เหล็กของโลกเราพุ่งออกจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่งอย่างมีระเบียบ

        ตอนนี้นักดาราศาสตร์ยังไม่เข้าใจว่าความผิดปกติและไม่สมมาตรนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร 

        ทฤษฎีหนึ่งที่งานวิจัยนี้อธิบายไว้คือ ชั้นโลหะไฮโดรเจนของดาวพฤหัสฯ ถูกหินและน้ำแข็งจากแก่นลอยขึ้นมาผสมทำให้บางบริเวณเกิดเป็นความไม่สม่ำเสมอแบบนี้ขึ้นมา

        งานวิจัยนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยหากไม่มีอุปกรณ์ fluxgate magnetometers บนยานอวกาศจูโนที่ใช้ในการวัดสนามแม่เหล็ก  

        หลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ง่ายมาก นั่นคือการใช้กระแสไฟฟ้าพันรอบแท่งโลหะเฟอร์โรซึ่งถูกเหนี่ยวนำให้มีสภาพแม่เหล็กได้ เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปจะทำให้แท่งโลหะนั้นมีสภาพแม่เหล็ก

        แต่ถ้านำแท่งโลหะสองแท่งมาวางข้างๆกัน แล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปดังรูป สนามแม่เหล็กตรงกลางจากแท่งแม่เหล็กทั้งสองจะหักล้างกันจนเป็นศูนย์

 

 

        แต่ถ้ามีสนามแม่เหล็กภายนอกปรากฏขึ้นตรงกลาง จะทำให้เกิดความต่างศักย์ขึ้นภายในแท่งโลหะแท่งใดซึ่งเมื่อวัดค่าความต่างศักย์นั้นจะทำให้สามารถคำนวณได้ว่าสนามแม่เหล็กภายนอกนั้นมีค่าเท่าใด

        ดังนั้นถ้าติดตั้งอุปกรณ์นี้ให้เรียงตัวตั้งฉากกันทั้งสามแกน เราจะสามารถวัดค่าสนามแม่เหล็กภายนอกรวมทั้งทิศทางได้อย่างแม่นยำจากการอ่านค่าความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นนั่นเอง

 

 

อ้างอิง

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/jupiters-magnetic-field-has-weird-structure/

https://www.youtube.com/watch?v=vjguJkPgHbY

https://www.youtube.com/watch?v=_5d0qz_umuE

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/juno-first-science-results/

 

โดย

อาจวรงค์ จันทมาศ  ผู้เชี่ยวชาญด้านการสื่อสารดาราศาสตร์