gov-civil-vilareal.ptSukimosi zona: Saulės šerdis sukasi keturis kartus greičiau nei paviršius
>Saulė yra arčiausiai mūsų esanti žvaigždė visoje Visatoje, todėl manote, kad apie ją žinome daugiausiai. Ir daugeliu atžvilgių mes tai darome; Mes galime matyti paviršių aukšta raiška ir pamatyti detales, kurių negalime matyti kitose žvaigždėse.
Tačiau mes vis dar daug apie tai nežinome, ir daugelis klausimų lieka neatsakyti. Kai kurie atrodo pakankamai paprasti. Pavyzdžiui: Kaip greitai sukasi Saulės šerdis?
Dabar mes žinome : Jis sukasi beveik tiksliai kartą per savaitę. Keisčiausia, kad tai keturis kartus greičiau nei Saulės paviršiaus sukimasis! Saulės vidus sukasi greičiau nei išorė.
Taigi čia reikia šiek tiek suskaidyti, bet tai gana šaunu. GERAI, gerai : Karšta. Bet naujiena šauni.
Ši pjaustymo diagrama rodo vidinius Saulės sluoksnius ir tai, kaip slėgio bangos (p-bangos) šokinėja po paviršiumi ir per Saulę, o gravitacijos bangos (g-bangos) nepasiekia jos iš gilaus vidaus į paviršių . Kreditas: ESA; (Saulės chromosfera pagal SOHO vaizdą; kreditas: SOHO (ESA ir NASA))
Saulė nėra kietas rutulys, bet yra milžiniška dujų sfera (techniškai tai yra plazma, dujos, kuriose atomai prarado vieną ar daugiau elektronų; tai iš tikrųjų svarbu, kaip pamatysime per sekundę). Apskritai Saulės plotis yra apie 1,4 milijono kilometrų. Centre temperatūra ir slėgis yra tokie aukšti (15 milijonų laipsnių C ir šimtai mlrd kartų viršija Žemės atmosferos slėgį jūros lygyje!), kad vandenilio atomai susilieja vienas su kitu ir per sudėtingą procesą susilieja į helį. Tai išskiria daug energijos - a daug - ir todėl Saulė šviečia. Ši energija išeina iš saulės vidaus ir spinduliuoja nuo paviršiaus kaip šviesa.
Regionas, kuriame vandenilis transformuojamas į helį, vadinamas šerdimi, ir tai yra maždaug 1/5tūkstSaulės skersmens: maždaug 280 000 km pločio (palyginimui šiek tiek mažiau nei atstumas nuo Žemės iki Mėnulio). Mes žinome, kad tai yra ten, nepaisant to, kad buvo palaidota po pusė milijono kilometrų siautėjusios plazmos, dėl Saulės veikimo fizikos - branduolių sintezės atradimas buvo didžiulis laimėjimas suprantant saulės dinamiką.
Kai žiūrime į Saulę iš išorės, matome, kaip ji sukasi. Nors paviršius nėra tvirtas ir nuolat kinta, yra keletas būdų, kaip išmatuoti sukimosi greitį: Pavyzdžiui, galite stebėti saulės dėmes ir naudoti jas kaip orientyrus (na, manau, plazminiai ženklai). Kai tai padarysite, pamatysite, kad Saulė sukasi kartą per kelias savaites. Be to, jis sukasi didesniu greičiu ties pusiauju, palyginti su poliais; 25 prieš 35 dienas. Šis skirtingas sukimasis vėlgi yra todėl, kad Saulė nėra tvirtas kūnas ir šiek tiek slenka.
Bet kaip greitai šerdis sukasi? Šis skaičius buvo ilgai ieškotas ir buvo beprotiškai sunkiai pasiekiamas. Tačiau naujas metodas pagaliau atskleidė atsakymą ... ir taip yra todėl, kad Saulė vibruoja.
Tarp šerdies ir paviršiaus yra Saulės sritis, vadinama konvekcine zona, kur karšta plazma pakyla ir vėsi plazma nusileidžia, panaši į keptuvėje verdantį vandenį. Saulės viduje yra tūkstančiai šių plazmos ląstelių, judančių aukštyn ir žemyn, ir jie sujaudina aplink esančią medžiagą. Tai sukuria slėgio bangą, panašią į garso bangą. Kai jie pasiekia Saulės paviršių, jie vibruoja ir šias vibracijas galima išmatuoti . Bangų fizika yra pakankamai gerai suprantama, kad šių bangų savybės gali būti naudojamos Saulės viduje esančioms sąlygoms matuoti, todėl mes galime išsiaiškinti, kas vyksta giliai po paviršiumi, niekada to tiesiogiai nematydami. Mokslas apie tai vadinamas helioseismologija .
Problema ta, kad šios slėgio bangos (dar vadinamos p-bangos ) gana greitai keliauja tankiais regionais, esančiais giliai Saulės viduje, todėl jie nėra jautrūs santykinai lėtam branduolio sukimui. Jų negalima naudoti tiesiogiai išmatuoti, kaip greitai sukasi šerdis.
Ak, bet yra dar viena bangų rūšis, vadinama gravitacijos banga (arba g banga, nepainiotina su gravitacinėmis bangomis, kurios yra labai skirtingos). Tokios bangos kyla ir judant vonioje: vanduo pakyla aukštyn, o gravitacija traukia atgal. Vanduo pagreitėja, kai krenta, ir šiek tiek viršija, nusileidžia žemyn ir sukuria lovį tarp keterų. Tie keteros nuleidžiami žemyn ir taip toliau, sukuriant „g“ bangą.
Saulėje šios bangos susidaro šerdyje, tačiau jos neišeina į paviršių, todėl jų negalima tiesiogiai išmatuoti. Arg!
Jane Do tėvų vadovo skrodimas
Kai p bangos juda per Saulę, paviršius svyruoja, kaip parodyta šiame fiziniame paviršiaus judėjimo aukštyn ir žemyn modelyje. Kreditas: NSO/GONG
Bet palauk! Čia yra sprendimas. Pasirodo, kai p-bangos praeina pro šerdį, medžiaga, judanti veikiant g-bangoms, su jomis sąveikauja, pakeisdama p-bangų judėjimą. Poveikis yra neįtikėtinai subtilus, tačiau kruopščiai jį matant.
Ir pagaliau buvo , naudojant garbingą Saulės ir heliosferos observatoriją ( SOHO ), kosminė observatorija, skirta stebėti saulę. Prietaisas, esantis SOHO, vadinamas globaliais svyravimais žemu dažniu (arba GOLFAS ), buvo skirtas pažvelgti į saulės p bangas. Atlikdami matavimus per stulbinančius 16,5 metų (SOHO pradėtas gaminti 1995 m.), Astronomai galėjo pamatyti subtilų g bangų poveikį jiems. Būtent šie matavimai rodo, kad saulės šerdis sukasi daug greičiau nei paviršius.
Tai buvo įtariama daugelį metų, ir malonu matyti, kad tai pasitvirtino. Ir turiu prisipažinti, kai tik tai išgirdau, padariau psichinį kaktos antausį. Aš turėjau žinoti, kad šerdis suksis greičiau!
Kodėl? Remiantis fizinėmis teorijomis, manome, kad žvaigždės greitai sukasi, kai gimsta. Stebėdami jaunas žvaigždes, matome daug to patvirtinimo. Tačiau Saulės paviršius sukasi tik kartą per mėnesį. Greičiausiai taip yra dėl jo magnetinio lauko: galingo magnetizmo, susidarančio Saulės viduje. Nelabai tiksliai suprantama, kur sukurtas magnetizmas , bet jis tikrai yra virš šerdies, konvekcijos zonoje arba šiek tiek virš jos. Labai gerai žinoma fizikos savybė yra ta, kad judančios įkrautos dalelės sukuria magnetinį lauką, todėl plazma, judanti aukštyn ir žemyn Saulės konvekcinėje srityje, daro būtent tai.
Virš Saulės paviršiaus magnetinis laukas veikia kaip milžiniškas tinklas, nušlifuoja iš Saulės išskiriamas subatomines daleles ir pagreitina jas, kaip žvejybos tinklas, surenkantis žuvis. Dalelės šiek tiek atsitraukia magnetiniame lauke. Kadangi magnetizmas yra įtvirtintas Saulės medžiagoje, tai veikia, per milijardus metų sulėtinti Saulės sukimąsi .
Tačiau magnetinis laukas nėra įtvirtintas šerdyje. The išorinis sluoksniai sulėtėja, tačiau šerdis vis tiek gali laisvai suktis greičiau. Žinoma, trintis ją sulėtins, tačiau net ir po 4,5 milijardo metų ji vis tiek suksis greičiau nei Saulės paviršius - beveik 300 000 km skersmens plazmos kamuolys turi didelį impulsą. Aš specialiai netyrinėju Saulės, bet aš visa tai žinojau ir turėjau pati sugebėti ją sujungti. Man tai niekada neatėjo į galvą, bet dabar atrodo akivaizdu. Ak, gerai.
Taigi, bet kokiu atveju tai yra gana puiku. Mes neturime daug būdų, kaip ištirti Saulės šerdį, o dabar turime naują, kuris atrodo labai perspektyvus. Sukimasis yra tik viena iš daugelio šerdies savybių, kurias galime sužinoti naudojant šį metodą. Tai tarsi langas, leidžiantis mums pamatyti praeityje septynis tonus Saulės plazmos ir gauti informacijos apie žemiau esančias gelmes.
Mes šimtmečius studijavome saulę, tačiau dar daug apie ją reikia sužinoti! Labai malonu turėti naują įrankį, kurį galima panaudoti jo tyrimui.
