เข็มทิศในอวกาศชี้ไปทางไหน?

บนโลกเข็มทิศจะชี้ไปทางทิศเหนือเสมอ แต่เมื่อคุณเลื่อนออกไปนอกแมกนีโตสเฟียร์ของโลก สิ่งต่างๆ ก็จะซับซ้อนมากยิ่งขึ้น แล้วเข็มทิศจะชี้ไปทิศทางไหนเมื่ออยู่นอกโลก ?

เข็มทิศอัน แรกที่เรารู้จัก ถูกสร้างขึ้นในสมัยราชวงศ์ฮั่นของจีน ระหว่าง 300 ถึง 200 ปีก่อนคริสตกาล อุปกรณ์เรียบง่ายเหล่านี้ทำมาจากหินแม่เหล็ก ซึ่งเป็นแร่ที่มีประจุแม่เหล็กโดยธรรมชาติ เมื่อถูกแขวนลอยอยู่กลางอากาศด้วยเชือก แร่นี้จะเรียงตัวเข้ากับขั้วแม่เหล็กของโลกโดยธรรมชาติ

แม้ว่าเดิมทีหินแม่เหล็กเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เพื่อการทำนายดวง แต่เนื่องจากคุณสมบัติเหนือธรรมชาติของพวกมัน ในที่สุดพวกมันก็พิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับผู้ที่สำรวจโลก เข็มทิศเหล่านี้ช่วยให้ชาวเรือเดินทะเลสามารถนำทางได้ทั้งกลางวันและกลางคืน แม้ว่าท้องฟ้าจะมืดครึ้มและมองไม่เห็นแสงนำทางอื่นๆ เช่น ดาวเหนือก็ตาม

โลกเป็นแม่เหล็กที่มีขั้วแม่เหล็ก 2 ขั้ว เช่นเดียวกับแม่เหล็กบนตู้เย็นของคุณ เกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างแกนเอียงของดาวเคราะห์ อัตราการหมุน และการเคลื่อนที่ของโลหะหลอมเหลวที่แกนกลาง เข็มทิศนี้มีวัสดุแม่เหล็กชิ้นเล็ก ๆ ที่ถูกดึงดูดไปที่ขั้วตรงข้ามบนโลก ซึ่งอยู่ห่างจากขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ไปทางใต้ประมาณ 1,000 ไมล์ ทางตะวันตกของเกาะเอลส์เมียร์ของประเทศแคนาดา ดังนั้นแม้ว่าคุณจะยืนอยู่ในซีกโลกใต้ เข็มทิศของคุณก็จะชี้ไปทางทิศเหนือเสมอ

เข็มทิศในอวกาศชี้ไปทางไหน?

คำตอบขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ใดในอวกาศแมกนีโตสเฟียร์ของโลก ซึ่งเป็นภูมิภาครอบดาวเคราะห์ที่มีแรงแม่เหล็กแรงสูง เชื่อกันว่าทอดยาวไปทางดวงอาทิตย์ประมาณ 23,000 ไมล์ และห่างออกไป 230,000 ไมล์ ตราบใดที่คุณยังอยู่ภายในภูมิภาคนี้ เข็มทิศของคุณก็ยังสามารถบันทึกสนามแม่เหล็กของโลกและชี้คุณไปยังทิศทางของจุดนั้นในแคนาดาได้

อย่างไรก็ตาม เหนือขอบด้านนอกของแมกนีโตสเฟียร์ สิ่งต่างๆ กลับซับซ้อนมากขึ้นเล็กน้อย นั่นเป็นเพราะโลกไม่ใช่เพียงวัตถุเดียวในระบบสุริยะที่สร้างแรงแม่เหล็ก ดวงจันทร์และดาวอังคารของเรามีสนามแม่เหล็ก แต่มีกำลังอ่อนกว่าสนามแม่เหล็กของโลกมาก ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องเข้าไปใกล้วัตถุใดวัตถุหนึ่งมากก่อนที่มันจะเริ่มส่งผลต่อทิศทางเข็มทิศของคุณ

ถ้าคุณเดินทางออกไปไกลในระบบสุริยะ เข็มทิศของคุณอาจชี้ไปที่ทิศทางของวัตถุท้องฟ้าใดวัตถุหนึ่งจากสองดวง

วัตถุท้องฟ้าดวงแรกคือดาวพฤหัสบดี เนื่องจากมีความเร็วในการหมุนรอบตัวเองที่สูง (28,273 ไมล์ต่อชั่วโมง เทียบกับ 1,000 ไมล์ต่อชั่วโมงของโลก) และมีแกนไฮโดรเจนเป็นโลหะขนาดใหญ่ (ประมาณ 1.5 เท่าของโลก) แมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสจึงแข็งแกร่งกว่าดาวเคราะห์เพื่อนบ้านดวงอื่นๆ โดยแผ่ขยายออกไปประมาณ 12 ล้านไมล์รอบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงนี้

วัตถุลำดับที่สองคือดวงอาทิตย์ ซึ่งมีแมกนีโตสเฟียร์ขนาดใหญ่กว่าและครอบคลุมระบบสุริยะทั้งหมด เว้นแต่คุณจะอยู่ในแมกนีโตสเฟียร์ของดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง เช่น ของโลกหรือดาวพฤหัสบดี เข็มทิศของคุณจะชี้ไปยังดวงอาทิตย์

ยากที่จะระบุได้ชัดเจนว่าดวงอาทิตย์อยู่ที่ส่วนใด เนื่องจากตำแหน่งขั้วแม่เหล็กของดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไปทุกๆ 11 ปี เนื่องจากจุดมืดบนดวงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นในช่วงที่ดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงที่สุดทำให้แมกนีโตสเฟียร์มีการจัดเรียงตัวใหม่ ขั้วแม่เหล็กของโลกก็สลับขั้วเช่นกัน แต่ด้วยอัตราที่ช้ากว่ามาก โดยสลับขั้วทุกๆ ประมาณ 30,000 ปี การเปลี่ยนแปลงครั้งต่อไปคาดว่าจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ศตวรรษข้างหน้า

แน่นอนว่าแม้ว่าวัตถุท้องฟ้าต่างๆ จะส่งผลต่อเข็มทิศของคุณอย่างแน่นอน แต่ทั้งนี้ก็ไม่ได้หมายความว่าเข็มทิศแบบดั้งเดิมนั้นไม่มีประโยชน์ในการกำหนดทิศทางในอวกาศ เนื่องจากที่ยึดเข็มทิศสามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางอื่นๆ ได้มากกว่าแค่ทิศเหนือ ใต้ ตะวันออก และตะวันตกเท่านั้น

นั่นเป็นเหตุผลที่หน่วยงานอวกาศจึงใช้เข็มทิศพิเศษที่เรียกว่าเครื่องวัดสนามแม่เหล็กเวกเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่วัดทิศทางของแรงแม่เหล็กเท่านั้น แต่ยังวัดขนาดของแรงด้วย ทำให้เครื่องวัดนี้มีประโยชน์มากกว่าเครื่องวัดที่ตั้งอยู่บนพื้นโลก