ผมเห็นว่าบทความภาษาไทยเกี่ยวกับแสงเหนือยังมีน้อย เลยอยากแบ่งปันข้อมูลที่ผมใช้ ขอออกตัวก่อนเลยว่า ผมเองก็ไม่ได้รู้ทฤษฏีทางดาราศาสร์แตกฉานอะไรมาก นักฟิสิกส์ นักดาราศาสตร์ก็ไม่ใช่ (ผมเป็นนักชีวเคมีครับ) หากผิดพลาดประการใดก็สามารถทักท้วงเพื่อแก้ไขได้ครับ ผมพยายามเขียนให้อ่านง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ อยากให้ทุกคนสามารถอ่านข้อมูลเกี่ยวกับแสงเหนือได้ครับ ผมเห็นครั้งแรกๆก็รู้สึกว่านี่มันกราฟอะไรไม่รู้ แต่พอค่อยๆทำความเข้าใจไป ก็ไม่ได้ยากอย่างที่คิดครับ ถ้าคุณผู้อ่านได้อ่านจบแล้วพอจะสามารถทำนายการเกิดแสงเหนือได้ ผมจะเป็นปลื้มมากครับ 🙂

ว่ากันตามภาษาชาวบ้าน แสงเหนือ (Aurora Borealis) หรือแสงใต้ (Aurora Australis) นั้นเกิดจากการคายพลังงานของอนุภาคที่มีประจุ เมื่อมีการชนกันไปมาในบรรยากาศชั้นสูง (thermosphere) โดยมากนั้น อนุภาคเหล่านี้ จะมีอยู่แล้วในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กโลก และในหลายๆครั้ง อนุภาคเหล่านี้จะมีการชนกัน และคายพลังงานออกเป็นแสงเหนือมากขึ้น หากมีลมสุริยะ (solar wind) ซึ่งเกิดมาจากการปะทุของดวงอาทิตย์ ที่ฝรั่งเรียกๆกันว่า coronal mass ejection (CME) จำตัวย่อนี้ไว้นะครับ เพราะมันมีบทบาทมากๆ กับการทำนายการเกิดแสงเหนือครับ

แสงเหนือนั้นเกิดขึ้นในแถบขั้วโลก แต่ไม่ใช่ที่ขั้วโลกนะครับ เพราะว่าลักษณะการเกิดของแสงเหนือจะเป็นแถบๆ บางครั้งก็เรียกเป็น aurora belt ลักษณะดังภาพครับ จะเห็นว่า ถ้าไปที่ขั้วโลกเหนือจริงๆ ก็ไม่เห็นหรอกครับ

ฉะนั้น ประเทศหลักๆที่จะเห็นแสงเหนือได้ก็คือ รัฐอลาสกาในอเมริกา (หนาวมาก), แคนาดา (โคตรหนาว), รัสเซีย (โคตรพ่อโคตรแม่หนาว), กลุ่มประเทศสแกนดิเนเวีย อย่างนอร์เวย์ สวีเดน ฟินแลนด์ (ค่าครองชีพอย่างแพง), กรีนแลนด์ (การเดินทางไปไม่ง่ายเลย), และไอซ์แลนด์ครับ

ไม่มีวงเล็บ เพราะผมว่าไอซ์แลนด์ดีที่สุดในตัวเลือกทั้งหมดครับ ฮาาาา

แสงเหนือจะเกิดตาม aurora belt สีเขียวในภาพครับ ตัวแถบสีเขียวจะหนาหรือบาง ขึ้นกับ activity ในวันนั้นๆครับ

หากถามว่า เราจะรู้ได้ไหมว่า แสงเหนือจะเกิดที่ไหน เมื่อไหร่ มากี่โมง มาเดือนไหน คำตอบแบบกำปั้นทุบดินคือ

“เราทำนายอะไรล่วงหน้าไม่ได้เลยครับ”

ตามเวบต่างๆที่พยากรณ์ (forecast) แสงเหนือนั้น ก็บอกเป็นเพียง “โอกาส” ที่จะเกิดเท่านั้น ก็เหมือนพยากรณ์อากาศครับ วันพรุ่งนี้ฝนตกเป็นบางพื้นที่ ใครจะรู้ว่าตำบลไหนฝนตก กี่โมง ไม่มีใครตอบได้ครับ แต่ในคำพยากรณ์นั้น ก็สามารถคาดเดาได้ว่าเราจะมี “โอกาส” มาก หรือว่าน้อย

การคาดเดาแสงเหนือล่วงหน้านั้น สามารถทำได้อย่างมากสุด ราวๆ 2 วันครับ ฉะนั้นใครคิดจะจองตั๋วล่วงหน้าสักครึ่งปี ก็คงต้องพกความเสี่ยง และไปรอลุ้นกันเอาใกล้ๆนะครับ นั่นเป็นเหตุผลว่าช่างภาพที่มีรูปแสงเหนือส่วนมากจะเป็นช่างภาพในพื้นที่นั้นๆอยู่แล้ว แค่รู้ข่าวว่ามีแสงเหนือ ก็ออกไปถ่ายได้ทันที แต่คนไทยเราก็ใช่ว่าจะไม่มีโอกาสครับ ขอแค่เราแพลนทริปให้หลวมๆ เผื่อเวลาไว้หลายๆวัน หนึ่งอาทิตย์ขึ้นไป มันก็พอมีความเป็นไปได้ครับ

เมื่อทราบข้อมูลข้างต้นแล้ว ปัจจัยที่จะทำให้เราเห็นแสงเหนือได้นั้น มีสามอย่าง ดังนี้ครับ

1. ท้องฟ้าต้องโล่ง ใส ปลอดโปร่ง มีเมฆน้อย ถ้าเมฆบัง เราก็ไม่เห็นแสงเหนืออย่างแน่นอน ฉะนั้นการแพลนทริปให้หลวมๆสำคัญมาก เพราะต้องหลีกเลี่ยงและเผื่อกรณีอากาศไม่ดีครับ
2. ต้องมีช่วงเวลากลางคืน เป็นที่ทราบกันว่า แถบขั้วโลกในฤดูร้อนนั้นพระอาทิตย์แทบจะไม่ตกดินเลย ซึ่งในกรณีนี้ หากมีแสงเหนือโผล่ออกมา เราก็ไม่เห็นอย่างแน่นอนครับ เพราะแสงอาทิตย์นั้นจ้ากว่ามาก ฉะนั้นช่วงเวลาที่เหมาะกับการดูแสงเหนือก็คือตั้งแต่เดือนกันยายนเรื่อยไปจนถึงเดือนมีนาคม ในเดือนเมษายนนั้นก็พอจะเห็นได้ แต่ช่วงเวลากลางคืนจะไม่ยาวมากนัก
3. มี CME ที่พุ่งมาทางโลกพอดี หากมี CME มากระทบโลกเรา เราก็จะมี”โอกาส”เห็นแสงเหนือที่แรงได้ครับ แต่อย่าลืมว่าต้องมีปัจจัยที่ 1 และ 2 ที่กล่าวไปข้างต้นด้วยนะครับ

CME นั้นดูอย่างไร ไม่ยากเลยครับ แต่ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจก่อนว่า CME นั้นคือการที่ดวงอาทิตย์ปล่อยอนุภาคที่พลังงานสูงออกมา เกิดจาก solar flare ซึ่ง flare นั้นก็แบ่งออกเป็นหลายๆระดับ ตั้งแต่ C, M, X ไล่ตั้งแต่เบา ไปจนแรงที่สุด อย่าง X class นั้นก็เกินไม่บ่อยครับ

Solar flare จะถูกปล่อยออกมาจาก sunspot หรือจุดดับบนดวงอาทิตย์ และ sunspot นั้นก็จะเกิดสลับเปลี่ยนไปเรื่อยๆ ส่วนมากเกิดตรงเส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์ครับ สามารถดูข้อมูลได้จาก Solarham ครับ แต่ไม่ใช่ทุก flare ที่จะมี CME นะครับ ต้องเป็น flare ที่เกิดขึ้นนานเพียงพอที่จะมีการปล่อยอนุภาคพลังงานสูงได้ บาง flare ที่เกิดสั้นๆอาจจะไม่มี CME ฉะนั้นหากเห็นข่าวของ flare ความแรงมากๆก็อย่าเพิ่งตื่นเต้นดีใจ เพราะมันอาจจะไม่มี CME ก็เป็นได้ครับ

การสังเกตว่า flare นั้นๆเกิดในตำแหน่งที่ทิศทางมาทางโลกเราหรือเปล่า (geoeffective position) ก็ดูได้จากภาพของดวงอาทิตย์เลยครับ ถ้าเกิดตรงกลางพอดีนั้น มั่นใจได้เลยครับว่าทิศทางได้แน่นอน และถ้ามี CME ก็เตรียมตัวตื่นเต้นได้เลยครับ แต่ถ้าบางวัน เราดูตำแหน่งของ sunspot แล้วไม่เห็นว่าตำแหน่งตรงกลางพอดี รออีกสักวันสองวัน มันก็จะหมุนจากซ้ายไปขวาเองครับ ดวงอาทิตย์ก็เหมือนโลกเรา มีการหมุนรอบตัวเองตลอดเวลา ฉะนั้น sunspot ก็มีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาเช่นกัน ฉะนั้น มันไม่ง่ายเลย ที่จะได้ flare และ CME ที่พุ่งมาทางโลกเราพอดี

กราฟด้านบนนี้คือ X-ray flux อย่าไปสนใจชื่อครับ ดูกราฟสีแดง และแกนทางขวาก็พอ จากในภาพ เราตอบได้เลยครับว่า นี่คือ X-class flare เพราะมันพุ่งไปอยู่ในช่วงของ X พอดี ที่เห็นในกราฟจะเป็น log scale นะครับ อันนี้คือ X 3.3 flare เมื่อวันที่ 5 พย. ปีที่แล้วครับ เมื่อเราเห็นว่ามี flare แล้ว เราก็ต้องเปิดดูแผนที่ของ sunspot และฟังรายงานว่ามันเกิดมาจากจุดไหน และดูว่าตำแหน่งพอดีกับโลกเราหรือไม่

ภาพด้านบน คือ flare ที่ตำแหน่งไม่ดี ไม่ตรงกับโลกเราครับ ทั้งสองภาพด้านบนนี้ flare เกิดริมขอบดวงอาทิตย์ทั้งสองอันเลย เห็น flare พวกนี้ ต่อให้เป็น X class ก็อย่าเพิ่งไปตื่นเต้นมาก เพราะนอกจากความแรงแล้ว ทิศทางก็สำคัญมากเช่นกัน

ตัวอย่างที่ชัดเจน เพิ่งเกิดขึ้นไปเมื่อสองวันก่อนนี่เองครับ เป็น Flare ที่เกิดจาก sunspot 1974  วันที่ 12 กุมภาพันธ์ 04:25 UTC (ประมาณ 11.25 ตามเวลาเมืองไทย หรือบวกไปเจ็ดชั่วโมงครับ) จะสังเกตได้ว่ามันอยู่ตรงกลางได้พอดิบพอดีเลย นี่แหละครับ สิ่งที่เรารอคอย

และนี่คือตำแหน่งของ sunspot ในเช้าวันก่อนหน้าครับ (11 Feb) จะเห็นว่า 1974 อยู่ตรงเกือบๆกลางพอดี

เทียบ sunspot ในแต่ละวัน ตั้งแต่ 9-12 กุมภาพันธ์ จะเห็นว่า spot 1974 นั้นเคลื่อนตัวไปเรื่อยๆ

เมื่อเกิด flare แล้ว เราจะทราบได้อย่างไรว่าจะมี CME ซึ่งตรงนี้สามารถดูได้จาก prediction model ครับ มีสองอันคือ WSA-Enlil กับ ISWA ทั้งสองโมเดลนั้นสามารถดูได้จาก Solarham เช่นเดียวกันครับ และใน model ก็จะบอกด้วยว่า CME นั้นจะมาถึงโลกประมาณกี่โมง (อ้างอิงตามเวลามาตรฐานกรีนิช UTC) ตัวอย่างเช่น CME ที่เกิดขึ้่นล่าสุดที่กล่าวไปข้างต้น

ISWA model บอกเวลาถึงโลก หกโมงเช้าวันที่ 15 กุมภา

WSA model บอกเวลา CME ถึงโลกตอนเที่ยงของ 14 กุมภา

จะสังเกตได้ว่าทั้งสองโมเดลนั้นบอกเวลาถึงไม่เหมือนกัน ต่างกันราว 18 ชั่วโมง ตรงนี้ก็เป็นการตัดสินใจของคุณผู้อ่านนะครับ 🙂

เมื่อเราทราบแล้วว่า มี flare มี CME มาถึงโลกแน่ๆ ทีนี้ก็เตรียมพร้อม นับวันรอ เตรียม standby เพื่อที่จะพร้อมออกไปเสมอเมื่อเห็นว่า CME มาถึงโลกแล้ว

การที่เราจะทราบได้ว่ามี CME มาแล้ว สามารถดูได้จากเวบของ SWPC เลยครับ เลือกในช่อง SOLAR WIND: Mag field & Plasma ดูว่าจะดูช่วงกว้างแค่ไหน ตั้งแต่ 2 ชั่วโมง ไปจนถึงสามวัน หลักๆผมจะดูสองกราฟคือกราฟสีแดง (Bz) และกราฟสีเหลือง (wind speed) ซึ่งกราฟสีเหลืองที่แสดงถึงความเร็วลมสุริยะนี้จะเป็นตัวบอกว่า CME มาถึงหรือยังครับ ถ้ามี CME ถึงโลกแล้ว ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงของความเร็วลมสุริยะ โดยมากจะขึ้น 50-200 km/s จะขึ้นมากหรือน้อย ก็ขึ้นอยู่กับว่า CME จากดวงอาทิตย์นั้นถูกปล่อยออกมาเร็วแค่ไหน หาก flare นั้นปล่อย CME ออกมาในความเร็วสูง ตัว CME นั้นก็จะใช้เวลาไม่นานนักในการเดินทางมาถึงโลก ช่วงเวลาเร็วที่สุดที่ผมเคยเห็นคือเกือบๆ 2 วัน แต่สำหรับ CME อันล่าสุดนี้ใช้เวลาประมาณ 3 วัน และในโมเดลของ WSA (ภาพสีดำ ด้านบน) ก็จะแสดงให้เราเห็นว่าถ้า CME มาถึงแล้ว ควรจะมีการเปลี่ยนแปลงของความเร็วลมสุริยะประมาณเท่าใด ดูในกราฟ radial velocity ของ EARTH อยู่ด้านล่างสุดของรูปเลยครับ

จากภาพ จะเห็นว่า speed พุ่งขึ้นไปเกือบๆ 100 km/s ครับ

เมื่อเราเห็นความเร็วลมสุริยะพุ่งขึ้นไปแล้ว ทีนี้เราก็คงคาดหวังว่าจะเกิดแสงเหนือ และแสงเหนือก็เป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กโลก ฉะนั้นเราก็ต้องดูกราฟสีแดงครับ คือ Bz ซึ่งถ้ามันติดลบมากๆ ยิ่งมากเท่าไหร่ เราก็จะเห็นแสงเหนือมากเท่านั้นครับ จะสังเกตได้จากภาพข้างล่างว่า แทบจะทุกครั้งที่เราเห็นการเปลี่ยนแปลงของ speed เราก็จะเห็นค่า Bz พุ่งไปทางลบ (south) มากขึ้นด้วยเช่นกัน ซึ่ง -10 ถึง -20 ถือว่าน่าลุ้นทีเดียวครับ เทียบกับระดับปกติที่น้อยกว่า -5

จากภาพสองภาพด้านบน เราจะสังเกตได้ว่า กราฟสีแดง (Bz) มันจะกระดิกไปทางลบ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของกราฟสีเหลือง (ความเร็วลมสุริยะ) อย่างชัดเจนมากครับ

 เมื่อเราเห็นว่า Bz พุ่งลงไปทางลบมากๆแล้ว ตัวแปรอีกสองอย่างที่ควรดูก็คือ Kp หรือค่า K-index ซึ่งก็เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กโลกเช่นกัน ยิ่งค่า Kp สูงเท่าไหร่ โอกาสเห็นแสงเหนือก็ยิ่งมากขึ้นครับ สำหรับ NOAA จะแบ่งระดับของ Geomagnetic Storm ออกเป็นตั้งแต่ G1 ถึง G5 ซึ่ง G1 ก็คือ Kp=5 ส่วน G2 คือ Kp=6 และแรงกว่านี้ก็ขึ้นไปเรื่อยๆครับ นานๆทีจะเจอ

ค่า Kp ดูได้จาก Solarham ครับ

ในรูป Kp พุ่งไปถึงระดับ 5 นั่นคือ G1 storm ครับ แค่นี้ผมก็ตื่นเต้นแล้ว 5555

เมื่อเราเห็น CME มาถึงโลกแล้ว มี Bz ไปทางติดลบมากแล้ว และเราเห็น Kp พุ่งไปสูงมากแล้ว ทีนี้ก็เตรียมออกล่าแสงเหนือกันได้เลยครับ ยังมีโมเดลอีกอันที่ช่วยเราเดาว่า ตอนนี้แสงเหนือควรจะพาดผ่านตรงไหน ซึ่งสามารถดูได้จาก Solarham อีกเช่นกัน (เวบอะไรช่างครบเครื่องจริงๆ)

แผนภาพด้านบนนี้ สามารถดูได้จากเวบของ SWPC เช่นกันครับ แต่ activity level นี้คนละค่ากับ Kp index นะครับ เวลา activity มันแรงๆ มันจะแดงได้ขนาดนี้เลยล่ะครับ

ส่วนแผนที่เขียวๆนี้แสดงความเป็นไปได้ที่จะเห็นแสงเหนือครับ จะสังเกตได้ว่าช่วงที่เข้มๆจะหมุนไปเรื่อยๆครับ ตอนนี้ตรงที่หนาสุดอยู่ระหว่างนอร์เวย์และไอซ์แลนด์ นั่นก็คือออโรร่ากำลังเต้นอยู่เหนือน่านฟ้าไอซ์แลนด์และนอร์เวย์ครับ

เท่านี้ ก็ออกไปล่าแสงเหนือกันได้เลย!!!!

อ่านมาถึงตรงนี้แล้ว คุณผู้อ่านคงจะทราบได้ว่า แค่ดู aurora map ก็เพียงพอแล้ว แต่นั่นเป็นแค่การดูแบบ ณ ปัจจุบัน ก็เหมือนเราออกไปดูนอกบ้านว่าฝนตกหรือยัง แต่ถ้าเราพยากรณ์ได้ว่า วันไหนน่าจะมีโอกาสมากขึ้นหรือเปล่า นั่นก็จะทำให้เราวางแผนเรื่องสถานที่ชมแสงเหนือได้อีกด้วยครับ

ขอสรุปขั้นตอนคร่าวๆอีกครั้งครับ

1. รอข่าวของ flare
2. สังเกตว่า flare เกิดในทิศทางเหมาะสมหรือไม่ ทิศทางเดียวกับโลกหรือไม่
3. ดูว่ามี CME ออกมาจาก flare นั้นไหม
4. รอ prediction model ว่า CME จะถึงโลกเมื่อไหร่ และด้วย model นี้ทำให้เราสามารถคาดเดาวันเวลาที่จะเกิดแสงเหนือได้
5. ในวันที่คิดว่า CME จะมาถึง เฝ้ารอดูกราฟความเร็วลมสุริยะ (สีเหลือง)
6. เมื่อ CME มาถึงแล้ว และมีการเปลี่ยนแปลงของกราฟสีเหลือง ให้สังเกตว่ากราฟ Bz สีแดงนั้นพุ่งติดลบไปหรือยัง
7. ดูค่า Kp index ประกอบ ถ้าเกิน 3-4 ก็น่าลุ้น และถ้า 5-6 ก็เตรียมตัวไม่หลับไม่นอนในคืนนั้นได้เลยครับ ฮาาาา
8. เปิดเชค aurora map อีกครั้ง ดูว่าตอนนี้ตำแหน่งที่เราอยู่ควรจะมีแสงเหนือหรือไม่
9. อย่างไรก็ตาม การออกไปดูด้วยตา ย่อมตอบอะไรได้มากกว่าการดูกราฟ หรือแผนที่ในคอมแน่นอนครับ

ผมยังไม่ได้กล่าวถึงอีกปัจจัยนึงที่ทำให้ solar wind speed พุ่งสูงขึ้นได้ นั่นคือ coronal hole ครับ แต่ตอนนี้ขอผมศึกษาเพิ่มเติมก่อนนะครับ 🙂

ข้อมูลที่ผมมีก็มีเพียงเท่านี้ครับ ขอให้ผู้อ่านทุกท่านโชคดีกับการล่าแสงเหนือครับ ขอให้ฟ้าใสๆ และ Kp แรงๆครับ

ทั้งนี้ ผมขอขอบคุณพี่ขวัญ Piya Trepetch เจ้าของเวบ piyaphoto.com ที่ช่วยให้ข้อมูลมาตลอดครับ ผมพอจะตีความกราฟพวกนี้ได้ก็เพราะพี่ขวัญนี่แหละครับ

หากสงสัยเรื่องวิธีการถ่ายภาพ สามารถติดตามได้ในบทความนี้ครับ หรือหากมีข้อสงสัยอื่นได้ ทิ้งคำถามไว้ใน comment ด้านล่างได้เลยครับ