Новости в науке – это то, что, иногда, в корне может изменить наше представление о жизни, о мире и о Вселенной в целом. Например, новость о том, что некоторые динозавры были покрыты перьями, является настоящей сенсаций, поскольку многие наверняка считали, что все они были покрыты чешуей.
Или открытие еще одной экзопланеты где-то далеко в космосе, очень похожей на Землю, с атмосферой как у Земли и с температурой поверхности как на Земле. Эта новость будоражит воображение и создает в мозгу картины чужого мира, населённого неведомыми существами.
Теперь появилось очередное впечатляющее и удивительное открытие, меняющее наше представление о Солнечной системе.
Команда астрономов неожиданно обнаружила, что ядро Солнца вращается в четыре раза быстрее, чем его поверхность. Опа! Как мы могли не заметить этого раньше?!
Нелегко определить, что находится внутри нашей звезды – мы не можем, так вот запросто, взять и отправить туда зонд, температуры внутри Солнца экстремальные.
Изучение Солнца
Но есть небольшая хитрость и она заключается в том, чтобы использовать сейсмологию Солнца, аналогично мониторингу землетрясений. Мы можем определить, что находится у нас под ногами, вплоть до самого центра Земли, не копая и не буря скважины, измеряя как «сейсмические волны» (вибрации от землетрясений) проходят через всю планету. Из этих измерений мы знаем, что большая часть ядра не является жидкой, вопреки распространенному мнению, из-за так называемых «S-волн».
Эти волны могут существовать только в твердом теле, и они проходят через большую часть Земли. Волны давления или «P-волны», где колебания параллельны направлению движения также могут проходить через жидкости. Из S- и P-волн мы знаем, что у Земли есть твердое внутреннее, жидкое внешнее ядро и мантия и кора.
Чтобы выяснить, что находится внутри Солнца, команда Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) также использовала сейсмологию для изучения волн на Солнце. В этом контексте это называется гелиосейсмология. Однако мы не можем прикрепить монитор землетрясений к поверхности Солнца, поэтому ученые используют «эффект Доплера» для измерения волн на поверхности Солнца. Эффект Доплера – это растяжение или сжатие волн из-за движения, будь то движение предмета, излучающего волну, или движение предмета, принимающего волну.
В этом случае звуковые волны проходят сквозь Солнце и достигают поверхности, и поэтому поверхность солнца движется к СОХО или от него. Поверхность Солнца также излучает свет, и движение означает, что световые волны сжимаются или растягиваются. Это изменение длины волны измеряет космический аппарат SOHO запущенный в 1995 году, и команда переводит это в информацию о звуковых волнах, которые достигли поверхности.
Команда SOHO провела 16 лет, отслеживая звуковые волны, проходящие через Солнце. Их тщательный анализ данных позволил выявить кое-что еще: плавучие сгустки газа, перемещающиеся глубоко внутри звезды, в явлении, называемом «G-волнами», где G – сокращение от гравитации. (Не путать с гравитационными волнами из глубокого космоса, обнаруженных LIGO.)
Звуковые волны, которые проходят через Солнце, слегка изменяются по высоте из-за этого колебания глубоко внутри. Доказательства из этих данных выглядят очень ясно: ядро Солнца вращается примерно раз в неделю, а не примерно раз в месяц как на поверхности.
Это было удивительное, неожиданное открытие. До сих пор не понятно, почему ядро Солнца имеет такое быстрое вращение. Возможно, это что-то, что было запечатлено в структуре в начале его жизни, вызванное действием магнитных полей внутри Солнца, перемещающих заряженный газ вдоль линий магнитного поля и перераспределяющих его. Это сделало бы ядро Солнца загадочной реликвией древней истории нашей Солнечной системы, в то время, когда наша планета Земля все еще формировалась. Понимание этого – следующая задача, но в любом случае теперь есть замечательный новый способ выяснить, что происходит глубоко внутри Солнца.
Заключение
Наши потомки наверняка будут вспоминать о нас как о культуре, которая выяснила, что некоторые динозавры были покрыты перьями, что в обитаемой зоне вокруг ближайшей звезды есть подходящая для жизни планета, и что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее (хоть никто пока не знает почему) – и что скрытое внутри нашего Солнца ядро вращается в четыре раза быстрее, чем его поверхность.
