412 nature wonder ภาพถ่าย Sprite ฝีมือคนไทย

สไปรต์ ถ่ายภาพโดยร้อยตรี ภคิน ทะพงค์ วันที่ ๑๑ มิถุนายน ๒๕๖๒ เวลา ๐๑.๓๐ น. ไฟลต์จากเมลเบิร์น-กรุงเทพฯ ถ่ายที่ความสูง ๓.๘ หมื่นฟุต เหนือซูลาเวซี ประเทศอินโดนีเซีย เลนส์ระยะ ๑๔ มม., F2.8, ISO 25600, ๑๐ วินาที

เมื่อเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง สิ่งที่ตามมาก็คือ ลมกระโชกแรง ฟ้าผ่า ฟ้าร้อง และอาจมีลูกเห็บตก แต่ธรรมชาติมักมีความอัศจรรย์ซ่อนอยู่เสมอ เพราะสูงเหนือเมฆฝนฟ้าคะนองขึ้นไปอาจเกิดปรากฏการณ์แปลก ๆ ซึ่งมีชื่อเรียกรวม ๆ ว่า เหตุการณ์แสงสว่างแบบชั่วคราว (Transient Luminous Events, TLEs) เช่น sprite, ELVES, blue jet

ลองมารู้จักสไปรต์ (sprite) หรือสไปรต์แดง (red sprite) กันครับ ปรากฏการณ์นี้มีลักษณะเด่นเป็นแสงสีแดงสว่างวาบในช่วงเวลาสั้นมาก ๆ ส่วนใหญ่แสงวาบคงตัวเพียงแค่หลายมิลลิวินาที (๑ มิลลิวินาที = ๐.๐๐๑ วินาที และเกิดที่ระดับความสูงราว ๕๐-๗๐ กิโลเมตร ทั้งนี้อาจมีเส้นสีแดงจาง ๆ พุ่งสูงขึ้นไปถึงระดับ ๙๐ กิโลเมตร หรือมีเส้นสีฟ้า ๆ เรียกว่าเทนดริล (tendril) ย้อยระบายลงมาถึงระดับ ๒๔-๓๒ กิโลเมตรจากพื้น สไปรต์ที่มีเส้นย้อยระบายนี้ดูคล้ายแมงกะพรุนยักษ์ จึงเรียกว่า สไปรต์แมงกะพรุน (jellyfish sprite) ซึ่งอาจมีขนาดกว้างถึงราว ๕๐ กิโลเมตร

สไปรต์รูปร่างอื่นที่พบน้อยกว่า เช่น คล้ายแครอต เรียกว่า สไปรต์แครอต (carrot sprite) และแท่งผอมยาวแนวดิ่ง เรียกว่า คอลัมน์สไปรต์ (column sprite) เรียกย่อว่า c-sprite และเดิมทีมีชื่อเรียกขำ ๆ ว่า สไปรต์อดอาหาร (diet sprite)

เมื่อวันที่ ๑๑ มิถุนายน ๒๕๖๒ ผมได้รับแจ้งจากเพื่อนสมาชิกชมรมคนรักมวลเมฆท่านหนึ่งคือ ร้อยตรี ภคิน ทะพงค์ นักบินบริษัทการบินไทย จำกัด (มหาชน) ว่าถ่ายภาพสไปรต์ได้ ซึ่งอาจเป็นภาพแรกที่คนไทยถ่ายปรากฏการณ์หายากนี้ได้ครับ

กัปตันภคินเล่าว่า “เริ่มจากสังเกตเห็นฟ้าแลบอยู่ข้างหน้า จึงพยายามถ่ายภาพตรวจหายอดเมฆคิวมูโลนิมบัสเพื่อนำเครื่องบินหลบออกจากบริเวณที่มีเมฆ จึงได้ภาพนี้มา ในตอนแรกคิดว่าเป็นแสงจากเงาสะท้อนกระจก แต่เมื่อมองดูอีกทีจึงได้สังเกตว่าเคยเห็นปรากฏการณ์นี้ในหนังสือของอาจารย์บัญชามาแล้ว (หมายถึงหนังสือ Cloud Guide สำนักพิมพ์สารคดี) เมื่อเครื่องลงจอดจึงค้นหาใน Google อีกทีเพื่อยืนยันว่านี่คือ sprite จริง ๆ”

เนื่องจากพบว่าสไปรต์มักเกิดร่วมกับฟ้าผ่าแบบบวก (positive flash) ในเมฆฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่จึงมีคำอธิบายแบบหนึ่งเสนอว่า เมื่อประจุบวกถูกปลดปล่อยออกจากยอดเมฆเคลื่อนลงสู่พื้น จะทำให้ความต่างศักย์ระหว่างยอดเมฆกับบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์เปลี่ยนแปลงฉับพลัน ผลคืออิเล็กตรอนจะถูกเร่งให้เคลื่อนที่สูงขึ้นไปในบรรยากาศ และชนกับโมเลกุลของก๊าซในอากาศ หากเป็นโมเลกุลของก๊าซไนโตรเจน โมเลกุลจะถูกกระตุ้นและคายพลังงานออกมาในรูปของแสงสีแดงและสีฟ้า

อย่างไรก็ดีภาพถ่ายจากกล้องความเร็วสูงระดับ ๑ หมื่นเฟรมต่อวินาที แสดงรายละเอียดให้เห็นว่า จริง ๆ แล้วสไปรต์ประกอบด้วยกลุ่มก้อนของพลาสมา (ก๊าซที่ถูกไอออไนซ์) จำนวนมาก ก้อนพลาสมาแต่ละก้อนมีขนาดในช่วง ๑๐-๑๐๐ เมตร ซึ่งเริ่มต้นจากความสูงราว ๘๐ กิโลเมตร พุ่งลงมาอย่างรวดเร็วด้วยอัตราเร็วราว ๑๐ เปอร์เซ็นต์ของอัตราเร็วแสง หลังจากนั้นราวไม่กี่มิลลิ-วินาที ก็จะมีก้อนพลาสมาอีกกลุ่มพุ่งขึ้นไป

ภาพสไปรต์ภาพแรกสุดถ่ายได้เมื่อวันที่ ๖ กรกฎาคม ๒๕๓๒ โดยทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตา โดยใช้เทคนิควิดีโอสำหรับแสงความเข้มต่ำ อย่างไรก็ดีมีเกร็ดเรื่องเล่าของคนที่เคยเห็นปรากฏการณ์ในปี ๒๒๗๓ ซึ่งมีผู้ตีความภายหลังว่าน่าจะหมายถึงสไปรต์ [ลองค้นเรื่อง Johann Georg Estor ใน Wikipedia ดูหัวข้อย่อย Discovery of the Sprite (lightning)]

ยังมีปรากฏการณ์ TLEs รูปแบบอื่น ๆ ที่น่าสนใจ เช่น สไปรต์ฮาโล (sprite halo), เอลฟส์ (ELVES), ซูเปอร์โบลต์พุ่งขึ้น (upward superbolt), บลูเจ็ต (blue jet), บลูสตาร์เตอร์ (blue starter), ไจแกนติกเจ็ต (gigantic jet) เป็นต้น คุณผู้อ่านที่สนใจสามารถค้นเว็บไซต์ด้วยชื่อเหล่านี้

ธรรมชาติยังมีแง่มุมพิสดารอีกมากมายที่เราน่าจะรู้จักครับ !