Солнце меньше, чем мы думали, согласно исследованию, основанному на звуковых волнах
Достижения астрофизики, основанные на интерпретации внутренних звуковых волн, свидетельствуют о пересмотре радиуса Солнца в сторону уменьшения. Поэтому солнечные вспышки могут происходить не так, как предсказывают астрофизические модели. Эти изменения в понимании справедливы и для любой другой звезды.
Новое измерение, основанное на детальном анализе звуковых волн, проходящих через ядро Солнца, ставит перед учеными неожиданную реальность, которая ставит под сомнение господствующие теории. В случае подтверждения эта оценка может привести к частичному переосмыслению механизмов, управляющих динамикой Солнца и, как следствие, аналогичных звезд. Исследование доступно в виде препринта на платформе .
Размер Солнца долгое время определялся на основе прямых наблюдений фотосферы — видимого внешнего слоя звезды, особенно во время солнечных затмений. Этот традиционный метод был поставлен под сомнение недавней работой Масао Такаты и Дугласа Гофа, которые используют внутренние звуковые волны Солнца для определения его размеров.
Авторы утверждают, что радиус Солнца на самом деле несколько меньше, чем предполагали предыдущие измерения. Их исследование ставит под сомнение точность f-мод - звуковых волн, которые, в отличие от более глубоких p-мод, не распространяются до края фотосферы, что вносит потенциальную погрешность в оценку солнечного радиуса.
Потенциальная новая звуковая модель для Солнца
Таким образом, метод, используемый для переоценки размеров Солнца, основан на анализе звуковых волн, генерируемых внутри звезды и называемых p-модами. Эти волны являются результатом флуктуаций давления в солнечной плазме. Распространяясь, они сталкиваются с поверхностью звезды, где отражаются внутрь, а их траектория изгибается в турбулентной плазме.
Измеряя эти волны, ученые могут получить более точное представление о внутренней структуре звезды, что позволит точнее оценить ее радиус. Чтобы понять эту идею, авторы статьи в журнале New Scientist объясняют, что нужно представить себе Солнце в виде колокола, который непрерывно звонит. Но это связано не с единичным ударом, а с тем, что по нему постоянно "бьет" множество мельчайших частиц.
Эта непрекращающаяся сейсмическая активность порождает миллионы колеблющихся звуковых волн или "мод", которые ученые могут обнаружить и измерить дистанционно. Наряду с p-модами, которые сжимаются и расширяются, существуют g-моды, порождаемые гравитационной силой и проявляющиеся в виде вертикальных движений. Эти g-моды превращаются в f-моды, когда они возникают вблизи поверхности звезды. При увеличении плотности звезды могут возникать новые моды, дающие дополнительные сведения о ее характеристиках.
В отличие от f-мод, которые ограничены своего рода "призрачной поверхностью" и не простираются до края фотосферы, p-моды дают более полную картину, менее подверженную влиянию магнитных полей и турбулентности солнечной конвективной зоны. Использование этих волн позволило получить более низкую оценку радиуса Солнца по сравнению с традиционно принятой.
На пути к новому пониманию
Переоценка размеров Солнца, если она подтвердится, может повлиять на наше понимание солнечной динамики. Радиус звезды является ключевым фактором при моделировании солнечных вспышек — взрывов энергии, которые могут иметь последствия вплоть до Земли. Более глубокое понимание корреляции между размерами Солнца и его внутренним устройством крайне важно. Это относится не только к Солнцу, но и к анализу других звезд во Вселенной.
Таким образом, понимание точной внутренней структуры Солнца может дать нам ключ к пониманию механизмов, действующих в других звездных системах. Однако независимо от величины ошибки, "изменение более традиционной модели с целью ее адаптации к подобным открытиям будет нелегким делом", — пишет в статье New Scientist астрофизик Эмили Брунсден.