Внутренние гравитационные волны рассказали о скорости вращения ядра Солнца

ESA/NASA

Международная группа астрофизиков впервые достоверно зарегистрировала низкочастотные внутренние гидродинамические гравитационные волны, распространяющиеся внутри Солнца, которые искали более 40 лет. Это позволило определить скорость вращения ядра, которая оказалась в 4 раза больше скорости вращения внешних слоев светила. Научная статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе на сайте Европейского Космического Агенства.

Изучением распространения сейсмических волн внутри Солнца занимается наука гелиосейсмология, которая позволяет узнать больше о внутреннем строении звезды. Можно выделить два основных типа волн — высокочастотные акустические (р-моды), возникающие из-за колебаний давления внутри Солнца и способные проходить сквозь все его слои, и низкочастотные внутренние гравитационные волны, представляющие колебания, возникающие из-за всплывания более легких и погружения более тяжелых элементов газа и распространяющиеся в глубоких внутренних слоях (g-моды), и поверхностно-гравитационные волны, распространяющиеся вдоль поверхностных слоев звезды (аналог волн Стокса на Земле), называемые f-модами. В отличие от Земли, где сейсмические колебания возникают из-за различных единичных событий в конкретный момент времени, на Солнце колебания возникают постоянно из-за конвективных процессов внутри него. 


Изучение g-волн важно для правильного построения моделей, описывающих ядро звезды и его окружение, но, в отличие от других типов волн, g-волны долгое время были неуловимы, так как не доходят до поверхностных слоев Солнца. Однако ученым удалось зарегистрировать «отпечатки» g-волн на р-волнах представляющие собой коллективные частотные модуляции. Если проанализировать время, за которое р-волны распространяются вглубь Солнца и возвращаются обратно, то можно заметить небольшие изменения, вызванные влиянием g-волн. В ходе работы исследователи использовали данные, полученным инструментом GOLF (Global Oscillations at Low Frequencies), установленном на зонде SOHO, накопленные за 16,5 лет наблюдений, что позволило выявить g-волны с периодами колебаний от 0,4 до 2 дней. Расчеты, проведенные на основе полученных данных, дают значение периода вращения ядра Солнца равным одной неделе. Это почти в четыре раза быстрее скорости вращения внешних и промежуточных слоев звезды, периоды которых колеблются от 25 дней на экваторе до 35 дней в полярных областях Солнца, что является весьма необычным результатом и не вписывается в существующие модели.

Ученые отмечают, что несмотря на радость от однозначного успеха при детектировании внутренних гравитационных волн Солнца, вопросов стало больше, чем ответов. Теперь исследователи хотят выяснить, могут ли периоды g-волн говорить о химическом составе ядра, какое влияние они могут оказывать на термоядерные процессы в ядре и какую роль играют в эволюции звезды.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы уличили Солнце в похищении карликовой планеты у другой звезды и «заставили» его сделать «бочку», а также о том, как наше светило опоздало на «бум» рождения звезд и чуть не развязало военный конфликт.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.