ทำความเข้าใจกับภาพจาก SOHO ตอน 1

อากาศระยะนี้(เดือนเมษายน)ร้อนมาก การอยู่ในเมืองร้อนและในฤดูร้อนอย่างนี้  การมีประเพณีสงกรานต์จึงเป็นอุบายของคนรุ่นปู่ทวด ย่าทวด ที่ยอดเยี่ยมมากๆ เป็นการปลดปล่อยความร้อนด้วยน้ำ นอกจากปลดปล่อยความร้อนยังปลดปล่อยความเครียดด้วย เพราะมันสนุกที่ได้สาดน้ำคนอื่นพร้อมกับแจกยิ้มไปด้วย เขาก็ยิ้มตอบ "เจ๋งสุดๆ" จนลืมร้อนไปได้ชั่วขณะ

แต่มันก็ยังร้อน ดวงอาทิตย์ก็ยังคงเป็นดวงเดิมแต่ทำไมมันจึงร้อนกว่าเดือนธันวาคมนัก เหตุผลนี้นักเรียนประถมศึกษาตอนปลายหลายคนก็ตอบได้แล้วล่ะ แต่ด้วยเหตุที่คิดถึงดวงอาทิตย์นี่แหละ วิญญาณครูฟิสิกส์ก็เลยผุดขึ้นมา เออถ้างั้นเขียนเรื่อง SOHO ดีกว่า เผื่อมีใครว่างได้อ่านก็จะได้ความรู้บ้าง เพราะอีกนานกว่าจะเปิดเทอม เป็นความรู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์โดยผ่านการสังเกตดวงอาทิตย์โดยตรง สำหรับคนที่ยังไม่มีโปรเจกต์วิทยาศาสตร์ทำ ก็อาจได้ไอเดียไปทำโปรเจกต์อีก

นั่นคือแวบแรกที่ครูได้คิดและก็ได้เขียนเนื้อหาตอนที่แล้วออกมา เพราะการที่เราจะมานั่งดูดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่านี่ถือเป็นวิธีที่โง่ๆมาก เพราะมันอันตรายมาก อย่าทำเด็ดขาด และที่อันตรายกว่านั้น ก็คือการใช้อุปกรณ์พวกเลนส์แบบต่างๆ ที่ผิดวิธี หรือไม่มีความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์ชนิดนั้นๆ อย่างดีพอ ฉะนั้นจึงแนะนำว่าดูจาก SOHO ดีกว่า เจ๋งกว่าเยอะ ถ้าอยากได้บรรยากาศก็นั่งดูกลางแดดก็ยังได้ :-)

สรุปก็คือ ครูจะพาดูดวงอาทิตย์ โดยดูจากภาพที่บันทึกมาจากกล้องบนยาน SOHO ในตอนท้ายของตอนที่แล้วก็แนะนำ "คำค้น" ไปแล้ว ลองค้นดูนะครับมันจะได้รายการเว็บขึ้นมาดังภาพ (ค้นด้วย google)

ถ้าค้นด้วย search engine อื่นๆ ผลก็อาจแตกต่างไปจากนี้ ครูจึงแนะนำให้ค้นจาก google ครับ
คลิกที่รายการแรก ก็เห็นหน้าตา สีสัน ของดวงอาทิตย์จาก SOHO ของเราแล้วครับ

มีรายการของภาพที่แตกต่างกัน 8 ภาพ เรามาเริ่มสำรวจกันเล่นๆ ก่อนที่ดวงสีส้มเรียบๆ (แถวที่สอง ดวงแรก) ที่มันเขียนว่า SDO/HMI Continuum นั่นล่ะ  คลิกที่รูปภาพเลยครับ

ดวงนี้จะเหมือนกับพระอาทิตย์ดวงที่เราเห็นตอนเย็นๆ ก่อนพระอาทิตย์ตกมากที่สุด ทั้งสีสันและรายละเอียด คลิกเข้าไปอีกทีหนึ่งครับ ครูอยากให้เห็นรายละเอียดบางอย่าง

สิ่งที่ได้ก็คือ ภาพดวงอาทิตย์จะโตเต็มจอ แล้วก็ "จุดบนดวงอาทิตย์" (sun spot) ซึ่งบางเวลาก็มีเยอะ บางเวลาก็ไม่ค่อยมี จากนั้นให้เลื่อนมาดูที่ข้อความเล็กๆ ที่ปรากฎด้านล่างซ้้ายของภาพ ซึ่งครูจะซูม-ขยาย ให้ดู

อยากให้ทำความเข้าใจกับชุดตัวเลขด้านหลังครับ อักขระที่อยู่ด้านหน้า(ซึ่งเดี๋ยวค่อยทำความเข้าใจทีหลัง)

20120416 - นี่ก็หมายความว่า ภาพนี้บันทึกเมื่อปี ค.ศ.2012 เดือน 04 (เมษายน) วันที่ 16

013000 - นี่ก็เป็นเวลา บอกเราว่าภาพนี้บันทึกเวลาตีหนึ่ง (01) สามสิบนาที (30) 00 วินาที  แต่เวลาที่บอกนี้เป็นเวลา UT (Universal Time) ถ้าจะให้เป็นเวลาที่ประเทศไทยเราก็ต้องบวกด้วย 7 เพราะเราอยู่ Time Zone +7 ดังนั้นขณะที่ครูจับภาพหน้าจอมายกตัวอย่างในทุกคนดูอยู่นี้ ก็เป็นเวลา 8 นาฬิกา 30 นาที 00 วินาที ครับ

ณ เวลาที่ว่านี้ หากเรามีกล้องพร้อมอุปกรณ์ครบ และใช้มันอย่างเข้าใจเป็นอย่างดี (ย้ำ) เราก็จะเห็นตำแหน่งของ "จุดบนดวงอาทิตย์" (ไม่ใช่ จุดดับบนดวงอาทิตย์นะครับ จุด เฉยๆ) เหมือนๆ กับภาพที่เราได้นี่ล่ะ

ตอนนี้ขออธิบายสั้นๆ แค่นี้ก่อนนะครับ เดี๋ยวมาต่อตอนต่อไป ครูจะอธิบายว่า ภาพแต่ละภาพมันหมายถึงอะไร

รู้จัก SOHO

ขึ้นหัวข้อแปลกๆ หากนักเรียนเสิร์ชหาคำว่า SOHO (ออกเสียงว่า โซ-โห) ผ่านกูเกิ้ลนักเรียนจะเจอสิ่งที่มีความหมายแตกต่างๆกันไปมากมาย เช่น Small Office/Home Office ที่หมายถึงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์เครือข่ายที่เหมาะกับการใช้ในบ้านหรือสำนักงานขนาดเล็ก หรือไม่ก็อาจะเป็น South of Houston  บ้าง และอื่นๆ อีก แต่ที่ครูฟิสิกส์จะนำมาเล่าให้ฟังนะที่นี้ เป็นความหมายของ ดาวเทียมโซโหครับ

SOHO ในความหมายที่ครูจะกล่าวถึงนี้ ก็คือ ดาวเทียม โดยชื่อนี้เป็นตัวย่อของ  the Solar and Heliospheric Observatory  โครงการนี้เป็นความร่วมมือระหว่างนานาๆประเทศ โดยแยกออกเป็นสองกลุ่มคือ ESA (European Space Agency) ซึ่งอยู่ทางยุโรป กับ NASA (National Aeronautics and Space Administration) ของสหรัฐอเมริกา ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษา "ดวงอาทิตย์" โดยมีวัตถุประสงค์เฉพาะมุ่งที่จะตอบคำถาม ดังนี้ครับ

• โครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงภายในของดวงอาทิตย์
• เหตุใดโคโรนาของดวงอาทิตย์จึงมีสภาพเช่นนั้น เบาบางแต่ร้อนจัด
• ที่ที่เกิดของลมสุริยะและอะไรเป็นตัวการ

การจะตอบคำถามเหล่านี้ได้ ก็ต้องส่งเครื่องมือออกไปศึกษาข้างนอกโลก ซึ่งถือเป็นการลงทุนที่มากมายทีเดียว เท่าที่ทราบก็คืออยู่หลักพันล้านยูโรเลยทีเดียว (ถ้าอยากรู้เป็นเงินไทยประมาณเท่าไร ก็เอา 40 คูณเข้าไป) โดยแชร์กันออกในระหว่างประเทศสมาชิกต่างๆ  ซึ่งจะเห็นได้ว่า เป็นการลงทุนที่มากโขทีเดียว นั่นแสดงว่าเขาให้ความสำคัญกับการศึกษาดวงอาทิตย์มากเลยทีเดียว

ดาวเทียม SOHO ได้ถูกส่งไปปฏิบัติหน้าที่ในวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2538 โดยจรวด Atlas II-AS ของ NASA ในการส่งดาวเทียม SOHO เข้าสู่วงโคจรนั้น นั้นมีความแตกต่างจากดาวเทียมดวงอื่นๆ อยู่มากพอสมควร นั่นก็เพราะว่า การออกแบบ SOHO มีภารกิจในการจับตาดูดวงอาทิตย์ตลอดเวลา ดังนั้นวงโคจรของมัน จึงต้องไม่ถูกบังโดยโลก  SOHO จึงเสมือนเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กับโลกโดยโคจรรอบจุดๆ หนึ่ง ที่มีอัตราเร็วเชิงมุมเท่ากับโลก แต่รัศมีน้อยกว่า พูดง่ายๆ อีกแบบหนึ่งก็คือ SOHO ไม่ได้โคจรรอบโลกเหมือนดาวเทียมทั่วๆ ไป แต่โคจรรอบดวงอาทิตย์ไปพร้อมๆ กับโลกนั่นเอง

รายละเอียดคร่าวๆ ของ SOHO

ที่มาภาพ http://sohowww.nascom.nasa.gov/about/images/soho_photo3_lg.jpg

เรือนร่างของ SOHO มีขนาดประมาณรถแวนคันโตๆ บ้านเรานี่แหละครับ มวลของมันเท่ากับ 1,850 กิโลกรัม แบ่งออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ส่วนบนที่เกี่ยวข้องกับตัวตรวจจับสัญญาณ หรือเครื่องมือวัดต่างๆ สำหรับดวงอาทิตย์ กับส่วนล่างที่เป็นคอมพิวเตอร์แล้วก็ส่วนที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของมันเอง
หน้าที่ของส่วนบนของดาวเทียม

• ถ่ายภาพดวงอาทิตย์ในย่านรังสีต่างๆ 
• ตรวจหาสสารต่างๆ ที่ไม่อาจมองเห็นได้ที่ถูกพัดพามาจากดวงอาทิตย์ (พวกลมสุริยะพวกนี้ล่ะ)
• วัดปริมาณการแผ่รังสีต่างๆ ที่มาจากดวงอาทิตย์
• วัดการสั่นสะเทือนบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์

หน้าที่ของของเครื่องมือต่างๆ ที่ส่วนล่าง

• คอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลจากส่วนที่ทำหน้าที่สังเกต เช่น ภาพถ่ายและสัญญาณอื่นๆ กับส่วนที่เป็นสายอากาศที่ติดต่อกลับมายังสถานีบนโลก 
• ส่วนควบคุมอุณหภูมิให้ตัวยาน SOHO ไม่ร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไป
• ส่วนควบคุมการเคลื่อนที่ให้อยู่ในตำแหน่งพิกัดที่พอดีกับวงโคจรตามที่ได้ออกแบบไว้

ใครสนใจรายละเอียดมากกว่านี้ ให้ศึกษาจากเอกสาร SOHO Fact Sheet ดูนะครับ 

หรือใครจะดูแบบมีภาพประกอบ และเห็นเครื่องมือต่างๆ แบบใช้เมาส์ชี้แล้วรู้ว่ามันอยู่ตรงไหน ก็ที่หน้าเว็บ SOHO's solar instruments 

รู้จักไปทำไม

หลายคนรู้จักดาราเกาหลีมากมาย ถามว่ารู้จักไปทำไม ลูกศิษย์ครูบางคนก็บอกว่า "น่ารักอ่ะ" ซึ่งถามต่อว่าแล้วมันให้อะไรกะชีวิตเธอบ้าง เธอก็โต้กลับมาว่า "เท่" หรือ "มีความสุขเวลาเห็นหน้าดาราคนนั้น" ว่าไปโน่น

ครูแนะนำให้รู้จัก SOHO นี่ก็เพราะว่า โครงการนี้ ภาพถ่ายต่างๆ หรือข้อมูลที่ได้จากดวงอาทิตย์หลายๆ อย่าง เราๆ ท่านๆ ที่อยู่ในประเทศไทยที่ไม่ได้ออกตังค์กะเขาสักบาทเดียวก็สามารถใช้ข้อมูลจาก SOHO ได้ นี่เป็นเรื่องที่ "เจ๋ง" มากๆ ในความรู้สึกครู ถึงแม้เราจะไม่ได้เข้าถึงข้อมูลดิบ ประเภท raw file โดยตรง คิดดูสิว่าเราจะถ่ายภาพพระอาทิตย์ตกดิน เรายังต้องเสียตังค์ไปซื้อกล้อง เลนส์ ขาตั้งกล้อง ฟิลเตอร์มากมาย มารอถ่ายภาพวันที่ฟ้าไม่มีเมฆบดบัง ลงทุนตั้งเยอะ นี่มีคนส่งอุปกรณ์สุดไฮเทค ไปลอยบนอวกาศแล้วถ่ายภาพส่งมาให้เราดูโดยที่เราไม่ต้องจ่ายอะไรเลย ถึงแม้ภาพที่เราได้จะเป็นประเภทที่เรียกว่า jpeg ที่ความละเอียดไม่สูงนัก แต่ก็สามารถเอามาใช้ประโยชน์ในการศึกษาได้มากทีเดียว  ยิ่งปีนี้ (ค.ศ. 2012) เป็นปีที่ครบรอบปีที่เรียกว่า Solar Cycle คือ จะเกิดเหตุการณ์ที่น่าสนใจมากมายบนดวงอาทิตย์ด้วยแล้ว จึงเป็นเหตุผลที่ครูจึงอยากให้นักเรียนที่เรียนวิทยาศาสตร์รู้จักกับ SOHO บ้าง

เบื้องต้นนี้ลองเข้าไปดูภาพถ่ายดวงอาทิตย์ ณ เวลาปัจจุบันดู ใช้ Google นะครับ พิมพ์คำว่า "sun picture now" หรือ "soho real time image" ลองดู ซึ่งผลการค้นหาจะพาเราไปสู่หน้าเว็บที่ให้เราเห็นสภาพดวงอาทิตย์ ณ เวลาปัจจุบันทันที ดูเล่นๆ ก่อนนะครับ ถ้ามีใครสนใจว่าแต่ละภาพที่ SOHO ถ่ายภาพมา มาบอกอะไร ครูจะมาเล่าให้ฟังอีกทีหนึ่ง 

สำหรับวันนี้คงขอหยุดแค่นี้ก่อนนะครับ