Вълните на Слънцето разкриват завъртането на сърцевината

Слънчевите астрономи може би най-накрая са открили гравитационните вълни в ядрото на нашата звезда, разкривайки, че централната област на Слънцето се върти около четири пъти по-бързо от външните слоеве.

Слънцето е люлееща се, гърмяща, размахваща се топка от йонизиран газ. It s, набраздено от вълни. Астрономите, които изучават тези вълни, обичат да описват нашата звезда като камбана, която звъни и като камбани Слънцето отзвучава с определени честоти. Учените могат да открият акустични вълни на Слънцето, тъй като пулсациите им движат видимата повърхност нагоре и надолу, създавайки доплерови измествания в газовата сянка.

Тази диаграма показва ключови региони на Слънцето. Фотосферата често се нарича "видимата повърхност". Вътре в Слънцето има турбулентна външна конвекционна зона и по-стабилна вътрешна радиационна зона, която заобикаля ядрото. Звуковите вълни („p-режими“, където p е за налягане) се отразяват в цялото Слънце, но гравитационните вълни с по-ниска честота („g-mode“) остават дълбоко вътре.

ESA / НАСА

Докато акустичните вълни се движат през Слънцето, промените във вътрешната структура или плътността влияят върху това колко бързо пътуват. Така учените могат да използват тези вълни, за да see вътре в Слънцето, отстъпвайки от всякакви аномалии, за да определят какво би трябвало да срещнат вълните, за да бъдат променени по този начин.

Астрономите са изучавали слънчеви трептения от 60-те години на миналия век, но те никога не са успели да открият знака на друг, специален вид вълна в ядрото на слънцето, наречен гравитационни вълни или g режими . Гравитационните вълни са движещо се движение, предизвикано от турбулентната конвекция, която се случва в най-външния слой на Слънцето. Те не оцеляват добре в конвективната зона, въпреки че - вместо това, те се превръщат по същество в радиационната зона под нея и в ядрото под нея, където материалът се движи по начин, който не заличава гравитационните вълни.

Ако слънчевите физици биха могли да открият тези гравитационни вълни, тогава те биха могли да научат колко бързо ядрото се върти. (Акустичните вълни преминават през ядрото твърде бързо, за да бъдат чувствителни към неговото въртене.) Но всяко откриване на гравитационни вълни, стигащо до 70-те години на миналия век, не се въздържа от по-нататъшно изследване. Част от проблема е, че учените не са сигурни колко са силни g режими, така че е трудно да се провери дали сигнал всъщност е от тях.

Ерик Фосат (Обсерватория на Лазурния бряг, Франция) и колегите му казват, че са открили този срамежлив сигнал. Екипът изкопа повече от 16 години данни от съвместния космически кораб ESA / NASA Solar and Heliosspheric Observatory (SOHO), пуснат през 1995 г. специално за изследване на звуковите вълни, отразяващи се през Слънцето, поле, наречено хелиосеизмология . Изследователите се фокусираха върху акустични вълни, които се движеха през ядрото, с минимални ефекти от други структури в Слънцето. Тъй като гравитационните вълни променят вътрешната геометрия и плътност на Слънцето, тяхното присъствие трябва да повлияе на времето на пътуване на звуковите вълни.

Внимателният анализ на повече от 34 000 модели акустични вълни разкри как изглежда отпечатъкът на гравитационните вълни, съобщава екипът на Fossat в августовската астрономия и астрофизика . Екипът не може да разкъсва отделни вълни, казва Fossat; това, което виждат, е колективният подпис на много вълни, комбинирани.

Честотата на гравитационните вълни предполага, че ядрото се върти на всеки 7 дни. Това е около четири пъти по-бързо от радиационната зона над него и четири до пет пъти по-бързо от повърхността. (Повърхността се върти по-бързо в екватора, отколкото при полюсите.)

Тази разлика между скоростта на въртене на ядрото и скоростта на външните слоеве не е изненадваща, казва Thierry Appourchaux (Институт за космическа астрофизика, Франция). Работата, използваща данни на Кеплер, както от него, така и от други, предполага, че ядрата на много звезди се въртят с различна скорост, отколкото техните външни слоеве. Учените подозираха, че същото важи и за Слънцето, но резултатът от SOHO потвърждава тази хипотеза.

Ако това е, ефектите върху акустичните вълни наистина са от g режими. Appourchaux казва, че хартията изглежда здрава, но той посочва другите потенциални открития през последните няколко десетилетия, които не могат да бъдат възпроизведени. Известно е невъзможно да се намерят слънчеви гравитационни вълни. Но екипът е изложил анализа си много подробно и Fossat кани други астрономи да се гмуркат в публичните данни за себе си. Ако откриването се окаже вярно, тогава ще бъде голяма работа в хелиосеизмологията и едно от най-добрите открития на SOHO.

Препратки:

E. Fossat et al. „Асимптотични g режими: доказателство за бързо въртене на слънчевото ядро.“ Астрономия и астрофизика . Август 2017г.

Т. Appourchaux и PL Pallé. „Историята на g-mode Detection.“ 50 години сеизмология на Слънцето и звездите, 2013 конференция.


Най-голямата слънчева новина за годината ще се състои на 21 август. Подгответе се за 2017 г. затъмнение от брега до брега с нашето цялостно покритие на затъмнението, актуализирано ежедневно.