วัฏจักรสุริยะและสภาพอากาศอวกาศ

นักดาราศาสตร์จีนบันทึกการเห็นจุดมืดบนดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่ามานานกว่าสองพันปี และกาลิเลโอสังเกตจุดมืดด้วยกล้องโทรทรรศน์ในปี ค.ศ. 1610 ในปี ค.ศ. 1843 ซามูเอล ชวาเบอ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวเยอรมัน ซึ่งเฝ้านับจุดมืดเกือบทุกวันมาสิบเจ็ดปี พบว่าจำนวนจุดมืดขึ้นลงเป็นจังหวะราวสิบปี

จุดมืดคืออะไร

จุดมืดคือบริเวณบนผิวดวงอาทิตย์ที่สนามแม่เหล็กเข้มข้นมาก สนามแม่เหล็กขัดขวางการพาความร้อนจากด้านล่าง จุดมืดจึงเย็นกว่ารอบข้างราว 1,500 ถึง 2,000 เคลวิน (ราว 4,000 เคลวินเทียบกับ 5,800 เคลวิน) ดูมืดเพราะเทียบกับพื้นหลังที่สว่างกว่า ถ้านำจุดมืดออกมาวางไว้ลำพังในที่มืดจะเห็นว่ามันยังสว่างมาก จุดมืดใหญ่หลายดวงมีขนาดใหญ่กว่าโลกหลายเท่า

วัฏจักร 11 ปี

ดวงอาทิตย์หมุนไม่เท่ากันทั้งดวง เส้นศูนย์สูตรหมุนเร็วกว่าขั้ว (ราว 25 วันเทียบกับ 35 วัน) การหมุนที่ไม่เท่ากันนี้บิดและพันเส้นแรงแม่เหล็กภายในให้แน่นขึ้นเรื่อย ๆ จนพุ่งทะลุผิวขึ้นมาเป็นจุดมืด

• ช่วงต่ำสุดของวัฏจักร ดวงอาทิตย์อาจไม่มีจุดมืดเลยหลายสัปดาห์
• ช่วงสูงสุด มีจุดมืดหลายร้อยจุด เกิดการลุกจ้าและการปลดปล่อยมวลจากคอโรนาบ่อยที่สุด
• จุดมืดแรกของวัฏจักรใหม่เกิดที่ละติจูดสูงราว 30 องศา แล้วเลื่อนเข้าหาเส้นศูนย์สูตรเรื่อย ๆ เมื่อวาดตำแหน่งตามเวลาจะได้รูปคล้ายปีกผีเสื้อ
• สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์กลับขั้วทุกวัฏจักร วัฏจักรแม่เหล็กสมบูรณ์จึงยาวราว 22 ปี

วัฏจักรที่ 25 ซึ่งเริ่มในปลายปี ค.ศ. 2019 มีกิจกรรมสูงกว่าที่คาดไว้ และผ่านช่วงสูงสุดราวปี ค.ศ. 2024 ถึง 2025

ช่วงต่ำสุดของมอนเดอร์

ระหว่างราวปี ค.ศ. 1645 ถึง 1715 แทบไม่มีจุดมืดบนดวงอาทิตย์เลยเป็นเวลาราว 70 ปี ช่วงนี้ซ้อนกับยุคน้ำแข็งน้อยในยุโรป ซึ่งมีฤดูหนาวที่หนาวจัดหลายครั้ง แต่ปัจจุบันเชื่อว่าการที่ดวงอาทิตย์สว่างลดลงเพียงเล็กน้อย (ราวหนึ่งในพัน) มีส่วนเพียงบางส่วน ภูเขาไฟระเบิดหลายครั้งในยุคนั้นน่าจะมีผลมากกว่า

สภาพอากาศอวกาศ

การปลดปล่อยมวลจากคอโรนาพ่นพลาสมาหลายพันล้านตันออกสู่อวกาศด้วยความเร็วหลายร้อยถึงกว่าสองพันกิโลเมตรต่อวินาที ถ้าพุ่งตรงมาที่โลก จะมาถึงในราวหนึ่งถึงสามวัน และกระแทกสนามแม่เหล็กโลกจนเกิดพายุแม่เหล็กโลก ผลที่ตามมาคือ

• แสงออโรราเห็นได้ในละติจูดต่ำกว่าปกติมาก ในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2024 พายุแม่เหล็กโลกที่แรงที่สุดในรอบกว่ายี่สิบปีทำให้เห็นออโรราได้ใกล้เส้นศูนย์สูตรผิดปกติ
• ดาวเทียมเสียหายหรือตกจากวงโคจรเร็วขึ้นเพราะบรรยากาศชั้นบนขยายตัว ในปี ค.ศ. 2022 ดาวเทียมสตาร์ลิงก์ราว 40 ดวงตกหลังพายุแม่เหล็กโลกขนาดปานกลาง
• สัญญาณ GPS และวิทยุคลื่นสั้นถูกรบกวน
• กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในสายส่งไฟฟ้ายาว ๆ ทำให้หม้อแปลงเสียหาย ในปี ค.ศ. 1989 ทำให้รัฐควิเบก ประเทศแคนาดา ไฟดับทั้งรัฐราว 9 ชั่วโมง

พายุที่รุนแรงที่สุดที่บันทึกได้คือเหตุการณ์แคร์ริงตันในปี ค.ศ. 1859 ออโรราสว่างจนอ่านหนังสือได้ตอนกลางคืนในหลายที่ และระบบโทรเลขเกิดประกายไฟ ถ้าเกิดพายุขนาดนี้ในปัจจุบัน ความเสียหายต่อโครงสร้างพื้นฐานจะมหาศาล หน่วยงานด้านอวกาศจึงเฝ้าดูดวงอาทิตย์ตลอดเวลาด้วยยานที่จุดลากรางจ์ L1