gov-civil-vilareal.ptGriešanās zona: Saules kodols griežas četras reizes ātrāk nekā virsma
>Saule ir mums vistuvākā zvaigzne visā Visumā, tāpēc jūs domājat, ka mēs par to zinātu visvairāk. Un daudzās nozīmēs mēs to darām; mēs varam apskatīt virsmu augstā izšķirtspējā un redzēt detaļas, kuras mēs nevaram redzēt citās zvaigznēs.
ko nozīmē eņģeļa numurs 4444
Bet par to joprojām ir daudz, ko mēs nezinām, un daudzi jautājumi paliek neatbildēti. Daži šķiet pietiekami vienkārši. Piemēram: Cik ātri griežas Saules kodols?
Tagad mēs zinām : Tas griežas gandrīz precīzi reizi nedēļā. Dīvaini ir tas, ka tas ir četras reizes ātrāk nekā Saules virsmas rotācija! Saules iekšpuse griežas ātrāk nekā ārpuse.
Tātad šeit ir mazliet jāsadala, bet tas ir diezgan forši. LABI, labi : Tas ir karsts. Bet ziņas ir foršas.
Šī izgriezuma diagramma parāda Saules iekšējos slāņus un to, kā spiediena viļņi (p-viļņi) atlec apkārt zem virsmas un caur Sauli, bet gravitācijas viļņi (g-viļņi) nenonāk no dziļas iekšpuses uz virsmu . Kredīts: EKS; (Saules hromosfēra, pamatojoties uz SOHO attēlu; kredīts: SOHO (ESA un NASA))
Saule nav cieta bumba, bet gan gigantiska gāzes sfēra (tehniski tā ir plazma, gāze, kurā atomi ir zaudējuši vienu vai vairākus elektronus; tas patiesībā ir svarīgi, kā mēs redzēsim pēc sekundes). Kopumā Saule ir aptuveni 1,4 miljoni kilometru plata. Centrā temperatūra un spiediens ir tik augsti (15 miljoni grādu C un simtiem miljardu reizes Zemes atmosfēras spiedienu jūras līmenī!), ka ūdeņraža atomi saplūst viens ar otru un sarežģītā procesā saplūst hēlijā. Tas atbrīvo daudz enerģijas - a daudz - un tāpēc spīd Saule. Šī enerģija iziet no Saules iekšpuses un izstaro no virsmas kā gaisma.
Reģionu, kurā ūdeņradis tiek pārveidots par hēliju, sauc par kodolu, un tas ir aptuveni 1/5tūkstno Saules diametra: aptuveni 280 000 km plata (salīdzinājumam nedaudz mazāks par attālumu no Zemes līdz Mēnesim). Mēs zinām, ka tā ir tur, neskatoties uz to, ka tā ir aprakta zem pusmiljona kilometru niknās plazmas, Saules darbības fizikas dēļ - kodolsintēzes atklāšana bija milzīgs sasniegums saules dinamikas izpratnē.
Kad mēs skatāmies uz Sauli no ārpuses, mēs redzam, ka tā griežas. Lai gan virsma nav cieta un vienmēr mainās, ir daži veidi, kā izmērīt rotācijas ātrumu: Piemēram, jūs varat skatīties saules plankumus un izmantot tos kā orientierus (labi, plazmas zīmes, es domāju). To darot, jūs atklājat, ka Saule griežas apmēram reizi pāris nedēļās. Turklāt tas griežas ar lielāku ātrumu pie ekvatora salīdzinājumā ar poliem; 25 pret 35 dienām. Šī diferenciālā rotācija atkal ir tāpēc, ka Saule nav ciets ķermenis un nedaudz slīd apkārt.
Bet cik ātri kodols griežas? Šis skaitlis ir ilgi meklēts, un tas ir bijis traki nenotverams. Tomēr jauna metode beidzot ir atklājusi atbildi ... un tas ir tāpēc, ka Saule vibrē.
Starp kodolu un virsmu ir Saules reģions, ko sauc par konvekcijas zonu, kur karsta plazma paceļas un vēsa plazma nogrimst, līdzīgi kā ūdens, kas vārās pannā. Saules iekšienē augšup un lejup pārvietojas tūkstošiem šo plazmas šūnu, un tās satricina apkārtējo materiālu. Tas rada spiediena vilni, līdzīgu skaņas vilnim. Kad tie sasniedz Saules virsmu, tie izraisa vibrāciju, un šīs vibrācijas var izmērīt . Viļņu fizika ir pietiekami labi saprotama, ka šo viļņu īpašības var izmantot, lai izmērītu apstākļus Saules iekšienē, lai mēs varētu saprast, kas notiek dziļi zem virsmas, to nekad tieši neredzot. Zinātni par to sauc helioseismoloģija .
Problēma šeit ir tā, ka šie spiediena viļņi (saukti arī par p-viļņi ) diezgan ātri ceļo pa blīvajiem reģioniem dziļi Saules iekšienē, tāpēc tie nav jutīgi pret kodola relatīvi lēno rotāciju. Tos nevar izmantot tieši lai izmērītu, cik ātri kodols griežas.
Ak, bet ir vēl viens viļņu veids, ko sauc par gravitācijas vilni (vai g-viļņu, nejaukt ar gravitācijas viļņiem, kas ir ļoti atšķirīgi). Tas ir tāds pats vilnis, kādu jūs saņemat, pārvietojoties vannā: ūdens tiek pacelts uz augšu, un gravitācija to velk atpakaļ uz leju. Ūdens uzņem ātrumu, kad tas krīt, un nedaudz pārspēj, iegremdējoties lejā un izveidojot sile starp grēdām. Šīs virsotnes tiek nojauktas un tā tālāk, radot g-viļņu.
Ar Sauli šie viļņi tiek ģenerēti kodolā, bet tie neiziet uz virsmas, tāpēc tos nevar izmērīt tieši. Arg!
Kad p-viļņi pārvietojas pa Sauli, virsma svārstās, kā parādīts šajā fiziskajā modelī, kā virsma pārvietojas uz augšu un uz leju. Kredīts: NSO/GONG
Bet pagaidi! Šeit ir risinājums. Izrādās, kad p-viļņi iziet cauri kodolam, materiāls, kas pārvietojas g-viļņu ietekmē, mijiedarbojas ar tiem, mainot veidu, kā p-viļņi pārvietojas pa to. Efekts ir neticami smalks, bet ar rūpīgu mērīšanu to var redzēt.
Un tas beidzot ir bijis , izmantojot godājamo Saules un Heliosfēras observatoriju ( SOHO ), kosmosa observatorija, kas paredzēta Saules novērošanai. Instruments uz SOHO, ko sauc par globālajām svārstībām zemās frekvencēs (vai GOLFS ), bija paredzēts, lai aplūkotu saules p-viļņus. Veicot mērījumus satriecošu 16,5 gadu laikā (SOHO tika uzsākta 1995. gadā), astronomi varēja redzēt g-viļņu smalko ietekmi uz tiem. Šie mērījumi liecina, ka saules kodols griežas daudz ātrāk nekā virsma.
Tas ir aizdomas gadiem ilgi, un ir patīkami redzēt, ka tas ir apstiprināts. Un man jāatzīstas, tiklīdz es to dzirdēju, es izdarīju garīgu pieres sitienu. Man vajadzēja zināt, ka kodols griezīsies ātrāk!
Kāpēc? No fiziskajām teorijām mēs domājam, ka zvaigznes, kad tās piedzimst, griežas ātri. Mēs redzam daudz apstiprinājumu tam, vērojot arī jaunās zvaigznes. Bet Saules virsma griežas tikai reizi mēnesī. Visticamāk, tas ir saistīts ar tā magnētisko lauku: spēcīgo magnētismu, kas rodas Saules iekšienē. Nav precīzi saprotams, kur radīts magnētisms , bet tas noteikti atrodas virs kodola, konvekcijas zonā vai tieši virs tās. Ļoti labi pazīstama fizikas īpašība ir tāda, ka kustīgas lādētas daļiņas rada magnētisko lauku, un plazma, kas pārvietojas uz augšu un uz leju Saules konvekcijas apgabalā, to dara.
Virs Saules virsmas magnētiskais lauks darbojas kā gigantisks tīkls, slaucot no Saules izstarotās subatomiskās daļiņas un paātrinot tās, piemēram, zvejas tīkls, kas paņem zivis. Daļiņas magnētiskajā laukā nedaudz atgrūžas. Tā kā magnētisms ir nostiprināts Saules materiālā, tas darbojas, miljardiem gadu, lai palēninātu Saules rotāciju .
Bet magnētiskais lauks nav nostiprināts kodolā. ārējais slāņi palēninās, bet kodols joprojām var brīvi griezties ātrāk. Protams, berze to palēninās, taču pat pēc 4,5 miljardiem gadu tā joprojām griezīsies ātrāk nekā Saules virsma - gandrīz 300 000 km platas plazmas bumbai ir ievērojams impulss. Es īpaši nepētu Sauli, bet es to visu zināju, un man vajadzēja būt iespējai to salikt kopā. Man tas neienāca prātā, bet tagad tas šķiet pašsaprotami. Ak, labi.
Tātad, jebkurā gadījumā tas ir diezgan jauki. Mums nav daudz veidu, kā izpētīt Saules kodolu, un tagad mums ir jauns, kas izskatās ļoti daudzsološi. Rotācija ir tikai viena no daudzām kodola īpašībām, ko varam uzzināt, izmantojot šo metodi. Tas ir kā logs, kas ļauj mums redzēt garām Septiljoniem tonnu plazmas Saulē un iegūt informāciju par zemāk esošajiem dziļumiem.
Mēs gadsimtiem ilgi pētījām Sauli, bet par to vēl ir tik daudz ko uzzināt! Ir ļoti apsveicami, ja ir jauns rīks, ko izmantot tā izpētei.
