Астрономы зарегистрировали долгопериодические тороидальные колебания Солнца

Астрономы благодаря космической обсерватории SDO зарегистрировали несколько видов долгопериодических тороидальных колебаний Солнца, называемых инерционными модами. Они проявляются в виде закрученных волн в фотосфере звезды и позволяют узнать больше о солнечной конвекции. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Если рассматривать свободные колебания невращающейся сферической звезды, то можно выделить три типа колебаний: акустические (р-моды), возникающие из-за колебаний давления внутри звезды, внутренние гравитационные (g-моды), возникающие из-за всплывания более легких и погружения более тяжелых элементов, и поверхностно-гравитационные (f-моды), распространяющиеся вдоль поверхностных слоев звезды. В случае, если звезда медленно вращается, то становятся возможными дополнительные режимы колебаний, такие как  квазитороидальные (r-моды), напоминающие волны Россби. Исследования этих волн в рамках астросейсмологии позволяет узнать больше о структуре и динамике недр звезд, в том числе и нашего Солнца.

Группа астрономов во главе с Лораном Гизоном (Laurent Gizon) из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка опубликовала результаты анализа данных наблюдений за Солнцем, полученных в период с с 1 мая 2010 года по 6 сентября 2020 года при помощи инструмента HMI (Helioseismic and Magnetic Imager), установленного на борту космической обсерватории SDO. Ученые искали признаки наличия на звезде низкочастотных колебаний, называемых инерционными модами, которые ранее обнаруживались на некоторых быстро вращающихся звездах. Они обязаны своим существованием силе Кориолиса и характеризуются периодами порядка периода вращения Солнца, равного 27 дням.

Ученые обнаружили три семейства инерционных мод, которые проявляются в виде закрученных волн на видимой поверхности звезды, движущихся горизонтально со скоростью порядка 5 километров в час. При этом амплитуда этих колебаний связана со скоростью вращения Солнца на разных широтах, а сами колебания зависят от физических условий в глубине конвективной зоны светила. Это значит, что благодаря им можно исследовать процессы в зоне конвекции, в частности астрономы определили, что конвективные движения в нижней половине зоны слабые. Исследователи надеются, что дальнейшие наблюдения позволят наложить новые ограничения на численные модели конвекции вращающегося Солнца.

Ранее мы рассказывали, как астрономы зарегистрировали гидродинамические гравитационные волны, распространяющиеся внутри Солнца, которые искали более 40 лет.

Александр Войтюк