Ученые рассказали об аномальном вращении солнечного ядра

Ядро и внутренние слои Солнца вращаются примерно в четыре раза быстрее, чем его поверхность, что противоречит всем общепринятым представлениям о его устройстве.

"Самое правдоподобное объяснение этой загадки — ядро Солнца вращается быстрее его внешних слоев благодаря энергии, накопленной им 4,6 миллиарда лет назад, когда светило только начало формироваться. Это большой сюрприз для нас, и нам хочется думать, что мы открыли первые реальные следы того, как выглядело Солнце в момент своего рождения", — рассказывает астрофизик Роджер Ульрих (Roger Ulrich) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Скорость вращения звезд вокруг своей оси является важной характеристикой для астрономов, так как она позволяет вычислить возраст светила, определить его тип, понять, как часто внутри него происходят "звездотрясения" и выяснить, есть ли у него спутники. Как правило, молодые звезды вращаются быстрее старых, чем пользуются ученые при поиске "двойников" Солнца и "новорожденных" небесных тел.

Наблюдения последних 40-50 лет, как рассказывает Ульрих, указывали на то, что недра Солнца должны вращаться вокруг его оси с той же скоростью, что и внешние слои, на базе чего строились многие другие представления о поведении и структуре остальных звезд. Проверить эти гипотезы было невероятно сложно, так как следы вращения недр светила, так называемые гидродинамические гравитационные волны, невозможно увидеть на его поверхности, потому что туда они не доходят.

Ульрих и его коллеги смогли проследить за их движением через недра Солнца, наблюдая за другим типом волн, сейсмическими колебаниями, которые возникают в глубинных слоях светила во время "солнцетрясений". За ними ученые следят уже несколько десятилетий при помощи зондов SDO, SOHO и ряда других космических обсерваторий, но эти колебания не хранят в себе информации об устройстве ядра и самых глубоких слоев недр светила.

Исследователи предположили, что сейсмические волны могут взаимодействовать с их гравитационными "кузинами", если они движутся в сторону ядра Солнца и затем возвращаются назад. Эти взаимодействия, в свою очередь, должны отражаться в том, как меняется их структура с течением времени.

Подобные идеи, как отмечают астрофизики, возникали у их коллег и раньше, однако их проверка была фактически невозможной из-за того, что гравитационные волны в недрах Солнца очень медленные — одно их колебание может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев. Поэтому ученые и не пытались искать их следы в том, как меняются более быстрые сейсмические волны.

Зонд SOHO непрерывно следит за недрами Солнца более 16 лет, что позволило Ульриху и его команде приступить к поиску подобных всплесков в архивных данных, анализируя их при помощи суперкомпьютеров.

Этот анализ раскрыл крайне интересную вещь, в которую астрономы изначально не поверили: оказалось, что частота гравитационных волн в ядре Солнца не совпала с той, которая была характерна для его внешних слоев. Как показали расчеты ученых, ядро светила должно вращаться примерно в четыре раза быстрее, чем его внешние слои, и совершать один оборот вокруг оси за неделю, а не за 28-30 дней, как поверхность Солнца.

Почему так происходит, пока не понятно, однако Ульрих и его коллеги считают, что вращение внешних слоев Солнца тормозится солнечным ветром, который постоянно выбрасывается с его поверхности. Кроме того, их вращение может замедляться солнечными пятнами и прочими магнитными структурами в приповерхностных слоях светила.