Sunspot & Solar Cycle — KP Science simulation

🦋 Butterfly Diagram (Maunder 1904)

กราฟแสดงตำแหน่ง latitude ของจุดดับตลอดเวลา · ในต้นรอบ จุดดับเกิดที่ละติจูดสูง (~30°) · ปลายรอบเลื่อนเข้าหาเส้นศูนย์สูตร · รูปร่างเหมือนปีกผีเสื้อจึงเรียก "butterfly"

* แต่ละจุดในกราฟ = sunspot 1 จุด · สีเข้ม = sunspot ใหญ่ · แกน X = เวลา (ปี) · แกน Y = ละติจูด (°)

📐 Sunspot · จุดดับบนดวงอาทิตย์

โครงสร้าง — Umbra + Penumbra

Umbra (กลาง · มืดสุด · ~4,000 K) · Penumbra (รอบ · ~5,200 K)

Sunspot ดู "ดำ" เพราะเย็นกว่ารอบ (photosphere ~5,778 K) แต่จริง ๆ ยังร้อน + สว่างมาก ถ้าตัดออกมาดูเดี่ยว ๆ จะสว่างกว่าจันทร์เต็มดวงเป็นพันเท่า

F ∝ T⁴ (Stefan-Boltzmann) → (4000/5778)⁴ ≈ 23% ของ flux photosphere

สาเหตุ — Magnetic Field

สนามแม่เหล็กแรง (~2,000–3,000 G) ระงับ convection

ปกติ convection cell นำ heat จากภายในขึ้นสู่ผิว · ที่ sunspot มีท่อ magnetic flux ผ่านทะลุผิว · plasma เคลื่อนไม่ได้ตามขวางสนามแม่เหล็ก → convection หยุด → heat transport ลด → cooler

B (sunspot) ≈ 2,000–3,500 G | B (รอบ) ≈ 1–10 G

Schwabe Cycle (วงจร 11 ปี)

จำนวน sunspot สูงสุดทุก ~11 ปี (solar maximum)

Heinrich Schwabe (1843) สังเกตเห็นความเป็นวงจร · ปัจจุบันรู้ว่าเป็น วงจรแม่เหล็ก 22 ปี (Hale cycle) — โพลาริตีของ sunspot สลับทุก 11 ปี · ขับเคลื่อนโดย differential rotation ของ Sun (เส้นศูนย์สูตรหมุนเร็วกว่าขั้ว)

Solar Min → Solar Max → Solar Min ≈ 11 ปี | Hale magnetic cycle = 22 ปี

Maunder Minimum (1645–1715)

70 ปีที่ sunspot หายไปเกือบหมด — ตรงกับ Little Ice Age

ช่วงที่ activity ต่ำมาก · ยุโรปหนาวผิดปกติ · แสดงว่า solar activity มีผลต่อ climate (แม้ว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับ greenhouse gases ในปัจจุบัน) · ปัจจุบันเรากำลังอยู่ Solar Cycle 25 (peak ~2025)