ชวนรู้จัก สไปรต์ - ปรากฏการณ์สุดพิศวง

Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ

www.facebook.com/buncha2509

ชวนรู้จัก สไปรต์ – ปรากฏการณ์สุดพิศวง

เมื่อเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง สิ่งที่ตามมาก็คือ ลมกระโชกแรง ฟ้าผ่า ฟ้าร้อง และอาจมีลูกเห็บตก แต่ธรรมชาติมักมีความอัศจรรย์ซ่อนอยู่เสมอ เพราะสูงเหนือเมฆฝนฟ้าคะนองขึ้นไป อาจเกิดปรากฏการณ์แปลกๆ จำนวนหนึ่งซึ่งมีชื่อเรียกแบบรวมว่า เหตุการณ์แสงสว่างแบบชั่วคราว (Transient Luminous Events, TLEs)

ภาพที่ 1 แสดงปรากฏการณ์ต่างๆ ในชั้นบรรยากาศที่เกี่ยวเนื่องกับพายุฝนฟ้าคะนอง และแสดงเหตุการณ์แสงสว่างแบบชั่วคราวบางแบบ ตัวอย่างเช่น Red Sprite, ELVES, Blue Jet และ Gigantic Jet เป็นต้น

ลองมารู้จัก สไปรต์ (sprite) หรือสไปรต์แดง (red sprite) กันก่อนครับ

ปรากฏการณ์นี้มีลักษณะเด่นเป็นแสงสีแดงสว่างวาบขึ้นในช่วงเวลาสั้นมากๆ ตามปกติเร็วกว่า 0.01 วินาที และเกิดที่ระดับความสูงราว 50-70 กิโลเมตร

ทั้งนี้ สไปรต์อาจมีเส้นสีแดงจางๆ พุ่งสูงขึ้นไปถึงระดับ 90 กิโลเมตร หรือมีเส้นสีฟ้าๆ เรียกว่า เทนดริล (tendril) ห้อยระบายย้อยลงมาถึงระดับ 24-32 กิโลเมตรจากพื้น สไปรต์ที่มีเส้นห้อยระบายนี้ดูคล้ายแมงกะพรุนยักษ์ จึงเรียกว่า สไปรต์แมงกะพรุน (jellyfish sprite) ซึ่งอาจมีขนาดใหญ่ถึงราว 48 กิโลเมตร คูณ 48 กิโลเมตร

สไปรต์ยังมีรูปร่างอื่นที่พบน้อยกว่า เช่น รูปร่างคล้ายแคร์รอต เรียกว่า สไปรต์แคร์รอต (carrot sprite) และรูปร่างเป็นแท่งผอมยาวในแนวดิ่ง เรียกว่า คอลัมน์สไปรต์ (column sprite) เรียกย่อว่า c-sprite และเดิมทีมีชื่อเรียกขำๆ ว่า สไปรต์อดอาหาร (diet sprite)

คำว่า sprite ของฝรั่ง หมายถึง ภูตแบบหนึ่ง มาจากคำว่า spiritus ในภาษาละตินที่แปลว่า spirit การที่ฝรั่งเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า sprite เนื่องจากมันดูลึกลับนั่นเองครับ

เมื่อวันที่ 11 มิถุนายน พ.ศ.2562 ผมได้รับแจ้งจากเพื่อนสมาชิกชมรมคนรักมวลเมฆท่านหนึ่ง คือ ร.ต.ภคิน ทะพงค์ นักบิน บริษัท การบินไทย จำกัด (มหาชน) ว่าถ่ายภาพสไปรต์ได้ ภาพนี้น่าจะเป็นภาพแรกๆ หรืออาจเป็นภาพแรกที่คนไทยถ่ายปรากฏการณ์หายากนี้ได้ ดูภาพที่ 2 ครับ

กัปตันภคินเล่าว่า “เริ่มจากสังเกตเห็นฟ้าแลบอยู่ข้างหน้า จึงพยายามถ่ายภาพตรวจหายอดเมฆคิวมูโลนิมบัส เพื่อนำเครื่องบินหลบออกจากบริเวณที่มีเมฆ จึงได้ภาพนี้มา ในตอนแรกคิดว่าเป็นแสงจากเงาสะท้อนกระจก แต่เมื่อมองดูอีกทีจึงได้สังเกตได้ว่าเคยเห็นปรากฏการณ์นี้ในหนังสือของอาจารย์บัญชามาแล้ว เมื่อเครื่องลงจอด จึงค้นหาใน Google อีกทีเพื่อยืนยันว่านี่คือ sprites จริงๆ”

‘หนังสือ’ ที่กัปตันภคินกล่าวถึงคือ Cloud Guide ที่ผมเขียน จัดพิมพ์โดยสำนักพิมพ์สารคดีครับ ดูภาพที่ 3 และหากสนใจ สามารถสั่งซื้อได้ที่ https://www.rimkhobfabooks.com/9786167767918.html

ต่อมาเมื่อวันที่ 17 ตุลาคม พ.ศ.2566 กัปตันภคินได้ส่งภาพและข้อความมาทาง FB messenger ให้ผมทราบว่า “เหมือนจะถ่ายติดสไปรต์ครับ เมื่อคืน แต่ไกลๆ ลิบๆ เลย” ซึ่งผมพิจารณาภาพแล้วก็คิดว่าเป็นสไปรต์จริงๆ

สไปรต์เกิดขึ้นได้อย่างไร?

เนื่องจากพบว่า สไปรต์มักเกิดร่วมกับฟ้าผ่าแบบบวก (positive flash) ที่เกิดจากเมฆฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่ ฟ้าผ่าแบบบวกเป็นการแลกเปลี่ยนประจุระหว่างยอดเมฆฝนฟ้าคะนองกับพื้น โดยปรากฏเสมือนว่าประจุบวกจากยอดเมฆเคลื่อนมาลงสู่พื้น

คำอธิบายอย่างง่ายแบบหนึ่งเสนอว่า เมื่อประจุบวกถูกปลดปล่อยออกไปจากยอดเมฆ ก็จะทำให้ความต่างศักย์ระหว่างยอดเมฆกับบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์เปลี่ยนแปลงไปอย่างฉับพลัน ผลก็คืออิเล็กตรอนถูกเร่งให้เคลื่อนที่สูงขึ้นไปในบรรยากาศ อิเล็กตรอนดังกล่าวจะพุ่งไปชนกับโมเลกุลของก๊าซในอากาศ หากอิเล็กตรอนชนกับโมเลกุลของก๊าซไนโตรเจน ก็จะทำให้โมเลกุลอยู่ในสถานะถูกกระตุ้น คือเก็บพลังงานเอาไว้ชั่วคราว ต่อมาโมเลกุลจะคายพลังงานออกมาในรูปของแสงสีแดงและสีฟ้า

อย่างไรก็ดี ภาพถ่ายจากกล้องความเร็วสูงระดับ 10,000 เฟรมต่อวินาที แสดงรายละเอียดให้เห็นว่า จริงๆ แล้วสไปรต์ประกอบด้วยกลุ่มก้อนของพลาสมา (ก๊าซที่ถูกไอออไนซ์) จำนวนมาก ก้อนพลาสมาแต่ละก้อนมีขนาดในช่วง 10-100 เมตร ซึ่งเริ่มต้นจากความสูงราว 80 กิโลเมตร พุ่งลงมาอย่างรวดเร็วด้วยอัตราเร็วราว 10% ของอัตราเร็วแสง หลังจากนั้นราวไม่กี่มิลลิวินาที ก็จะมีก้อนพลาสมาอีกกลุ่มพุ่งขึ้นไป

ภาพสไปรต์ภาพแรกสุดถ่ายได้เมื่อวันที่ 6 กรกฎาคม ค.ศ.1989 โดยทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตา โดยใช้เทคนิควิดีโอสำหรับแสงความเข้มต่ำ ส่วนภาพถ่ายสไปรต์แบบสีภาพแรก ถ่ายได้เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม ค.ศ.1994 ดูภาพที่ 4 ครับ และสังเกตระดับความสูงประมาณ 80 กิโลเมตร

อย่างไรก็ดี มีเกร็ดเรื่องเล่าตั้งแต่ปี ค.ศ.1730 ซึ่งมีผู้ตีความว่าน่าจะมีคนเคยเห็นสไปรต์มาตั้งแต่ตอนนั้นแล้ว หากสนใจลองค้นเรื่อง Johann Georg Estor ใน Wikipedia และดูหัวข้อย่อย Discovery of the Sprite (lightning) ได้

ในปัจจุบันมีเว็บไซต์ https://spritacular.org ซึ่งคนทั่วโลกสามารถร่วมสนุกแบ่งปันรูปถ่ายสไปรต์ เพื่อเป็นข้อมูลให้นักวิทยาศาสตร์และคนทั่วไปได้เรียนรู้ นับเป็นหนึ่งกิจกรรมในโครงการ NASA Citizen Science ซึ่งมีเป้าหมายส่งเสริมวิทยาศาสตร์ให้เข้าถึงผู้คนในวงกว้าง

ยังมีปรากฏการณ์ TLEs หรือเหตุการณ์แสงสว่างแบบชั่วคราวรูปแบบอื่นๆ ที่น่าสนใจ เช่น สไปรต์เฮโล (sprite halo) เอลฟส์ (ELVES) ซูเปอร์โบลต์พุ่งขึ้น (upward superbolt) บลูเจ็ต (blue jet) บลูสตาร์เตอร์ (blue starter) และไจแกนติกเจ็ต (gigantic jet) เอาไว้จะหาจังหวะเหมาะเล่าให้อ่านกันครับ

https://twitter.com/matichonweekly/status/1552197630306177024

อ่านข่าวต้นฉบับได้ที่ : ชวนรู้จัก สไปรต์ – ปรากฏการณ์สุดพิศวง

ติดตามข่าวล่าสุดได้ทุกวัน ที่นี่
– Website : https://www.matichonweekly.com