Новая теория может объяснить странное вращение нашего Солнца

Предполагалось, что скорость вращения каждой части поверхности Солнца будет примерно одинаковой, но на деле это не так. На экваторе Солнца, например, для завершения полного оборота потребуется примерно 24 земных дня. В то время как на полюсах этот процесс займет около 34 дней.

Этот феномен известен как дифференциальное вращение и долгое время был вызовом для ученых.

По мере нашего погружения в недра Солнца, загадка становится еще более глубокой. Гелиосейсмические исследования показывают, что это явление распространяется на примерно 200 000 километров через всю зону солнечной конвекции.

Теперь группа под руководством физика Солнца Юто Бекки из Института исследований Солнечной системы Макса Планка (MPS) нашла ответ. Оказалось, что дифференциальное вращение подавляется долговременными колебаниями звуковых волн в зоне конвекции, которые проявляются на поверхности в виде вихревых движений вокруг полюсов. Эти результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Солнце постоянно "звучит". В его видимом слое, фотосфере, существует множество акустических колебаний, которые поднимаются и опускаются примерно каждые пять минут.

Новые типы акустических колебаний были обнаружены вскоре после первоначального открытия в 2021 году. Используя данные наблюдений за Солнцем за несколько лет, исследователи обнаружили глобальные колебания с периодом в 27 дней.

Как оказалось, эти гигантские звуковые волны, пронизывающие Солнце, связаны с его дифференциальным вращением.

Чтобы понять связь между ними, исследователи провели трехмерное численное моделирование, изучая эффекты колебаний. Они выяснили, что моды в высоких широтах, окружающие полюса, сильно влияют на поведение Солнца, перенося тепло от полюсов к экватору.

Этот тепловой перенос ограничивает разницу температур между полюсами и экватором до 7 Кельвинов, что в конечном итоге влияет на дифференциальное вращение.

Хотя эта разница в температуре кажется незначительной, она имеет важное значение для баланса углового момента на Солнце и, следовательно, для его глобальной динамики.

Эти процессы в некотором смысле напоминают нестабильность атмосферы Земли, которая может порождать гигантские штормы. Связь между ними может помочь раскрыть новые загадки, связанные с Солнцем. Моды колебаний в высоких широтах играют важную роль в управлении его дифференциальным вращением, что, возможно, имеет место и у других звезд.

Таким образом, Солнце остается большой тайной, но благодаря таким исследованиям мы постепенно приближаемся к ее разгадке.