gov-civil-vilareal.ptЗона на въртене: Ядрото на Слънцето се върти четири пъти по -бързо от повърхността
>Слънцето е най -близката звезда за нас в цялата Вселена, така че си мислите, че ние ще знаем най -много за него. И в много смисли го правим; можем да видим повърхността с висока разделителна способност и да видим детайли там, които не можем в други звезди.
Но все още има много неща, които не знаем, и много въпроси остават без отговор. Някои изглеждат достатъчно прости. Например: Колко бързо се върти ядрото на Слънцето?
Сега знаем : Върти се почти точно веднъж седмично. Странното е, че това е четири пъти по -бързо от въртенето на повърхността на Слънцето! Вътрешността на Слънцето се върти по -бързо от външната страна.
Така че тук има какво да се разбие, но е доста готино. ДОБРЕ, глоба : Е горещо. Но новината е готина.
Тази диаграма на изрязване показва вътрешните слоеве на Слънцето и как вълните под налягане (р-вълни) подскачат под повърхността и през Слънцето, докато гравитационните вълни (g-вълни) не преминават от дълбоката вътрешност към повърхността . Кредит: ESA; (Хромосферата на Слънцето въз основа на изображение на SOHO; кредит: SOHO (ESA и NASA))
Слънцето не е твърда топка, а вместо това е гигантска газова сфера (технически, това е плазма, газ, в който атомите са загубили един или повече електрони; това всъщност е важно, както ще видим след секунда). Като цяло Слънцето е с ширина около 1,4 милиона километра. В центъра температурата и налягането са толкова високи (15 милиона градуса C и стотици милиард пъти атмосферното налягане на Земята на морското равнище!), че водородните атоми се блъскат един в друг и чрез сложен процес се сливат в хелий. Това освобождава много енергия - а много - и затова слънцето грее. Тази енергия излиза от слънчевия интериор и излъчва далеч от повърхността като светлина.
Областта, където водородът се трансмогрифицира в хелий, се нарича ядрото и е около 1/5thот диаметъра на Слънцето: приблизително 280 000 км ширина (малко по -малко от разстоянието от Земята до Луната, за сравнение). Знаем, че е там, въпреки че е погребан под половин милион километра бушуваща плазма, поради физиката на това как работи Слънцето - откриването на ядрения синтез беше огромен пробив в разбирането на слънчевата динамика.
йерофантът обърна любовта
Когато гледаме Слънцето отвън, виждаме, че се върти. Въпреки че повърхността не е твърда и винаги се променя, има няколко начина за измерване на скоростта на въртене: Например, можете да гледате слънчеви петна и да ги използвате като ориентири (добре, плазмени знаци, предполагам). Когато го направите, откривате, че Слънцето се върти веднъж на няколко седмици. Освен това той се върти с по -висока скорост на екватора спрямо полюсите; 25 срещу 35 дни. Това диференциално въртене отново се дължи на това, че Слънцето не е твърдо тяло, а се размахва малко.
Но колко бързо се върти ядрото? Този брой се търси отдавна и беше безумно неуловим. Но нов метод най -накрая разкри отговора ... и това е защото Слънцето вибрира.
Между ядрото и повърхността има област на Слънцето, наречена конвективна зона, където горещата плазма се издига и хладната плазма потъва, подобно на водата, която кипи в тиган. Има хиляди от тези плазмени клетки, движещи се нагоре и надолу вътре в Слънцето и те разбъркват материала около тях. Това създава вълна на налягане, подобна на звукова вълна. Когато достигнат повърхността на Слънцето, те я карат да вибрира и тези вибрации могат да бъдат измерени . Физиката на вълните е достатъчно добре разбрана, че свойствата на тези вълни могат да се използват за измерване на условията вътре в Слънцето, така че можем да разберем какво се случва дълбоко под повърхността, без никога да го виждаме директно. Науката за това се нарича хелиосеизмология .
Проблемът тук е, че тези вълни на налягане (наричани още р-вълни ) пътуват доста бързо през гъстите региони дълбоко в Слънцето, така че те не са чувствителни към относително бавното въртене на ядрото. Те не могат да се използват директно за измерване колко бързо се върти ядрото.
Ах, но има и друг вид вълна, наречена гравитационна вълна (или g-вълна, да не се бърка с гравитационни вълни, които са много различни). Това е същият вид вълна, която получавате, когато се движите във ваната си: водата се избутва нагоре и гравитацията я дърпа обратно надолу. Водата набира скорост при падане и превишава малко, потъвайки надолу и създавайки корито между гребените. Тези гребени се свалят и така нататък, създавайки g-вълна.
Със Слънцето тези вълни се генерират в ядрото, но не излизат на повърхността, така че не могат да бъдат измерени директно. Арг!
Докато p-вълните се движат през Слънцето, повърхността се колебае, както е показано в този физически модел за това как повърхността се движи нагоре и надолу. Кредит: NSO/GONG
Но почакай! Тук има решение. Оказва се, че когато p-вълните преминават през ядрото, материалът, движещ се под въздействието на g-вълни, взаимодейства с тях, променяйки начина, по който p-вълните се движат през него. Ефектът е невероятно фин, но с внимателно измерване може да се види.
И накрая стана , използвайки почтената слънчева и хелиосферна обсерватория ( SOHO ), космическа обсерватория, посветена на наблюдението на Слънцето. Инструмент на борда на SOHO, наречен Глобални колебания при ниски честоти (или GOLF ), е проектиран да разглежда слънчевите p-вълни. Чрез извършване на измервания за изумителните 16,5 години (SOHO стартира през 1995 г.), астрономите успяха да видят финия ефект на g-вълните върху тях. Именно тези измервания показват, че слънчевото ядро се върти много по -бързо от повърхността.
ръководство за основите на грижовните родители
Това се подозира от години и е приятно да го видим потвърдено. И трябва да призная, веднага щом чух това, направих психически шамар по челото. Трябваше да знам, че ядрото ще се върти по -бързо!
Защо? От физическите теории смятаме, че звездите се въртят бързо, когато се раждат. Виждаме много потвърждение за това, като наблюдаваме и млади звезди. Но повърхността на Слънцето се върти само веднъж месечно. Това най -вероятно се дължи на неговото магнитно поле: мощният магнетизъм, генериран вътре в Слънцето. Не е добре разбрано къде точно се създава магнетизмът , но със сигурност е над ядрото, в или точно над конвекционната зона. Много добре познато свойство на физиката е, че движещите се заредени частици създават магнитно поле и следователно плазмата, движеща се нагоре и надолу в конвективната област на Слънцето, прави точно това.
Над повърхността на Слънцето магнитното поле действа като гигантска мрежа, като помета субатомни частици, излъчвани от Слънцето, и ги ускорява, като риболовна мрежа, която събира риба. При това положение частиците се отблъскват малко назад върху магнитното поле. Тъй като магнетизмът е закотвен в материала на Слънцето, това действа, в продължение на милиарди години, за да забави въртенето на Слънцето .
Но магнитното поле не е закотвено в ядрото. The външен слоевете се забавят, но ядрото все още е свободно да се върти по -бързо. Разбира се, триенето ще го забави, но дори и след 4,5 милиарда години той все още ще се върти по -бързо от повърхността на Слънцето - плазмена топка с диаметър близо 300 000 км има значително количество инерция. Не изучавам специално Слънцето, но знаех всичко това и трябваше сам да мога да го събера. Никога не ми е хрумвало, но сега изглежда очевидно. А, добре.
Така че, така или иначе, това е доста елегантно. Нямаме много начини да изследваме ядрото на Слънцето и сега имаме нов, който изглежда много обещаващ. Въртенето е само едно от многото свойства на ядрото, за които можем да научим, използвайки този метод. Това е като прозорец, който ни позволява да видим покрай септилиони тонове плазма в Слънцето и да получим информация за дълбочините по -долу.
Ние изучаваме Слънцето от векове, но все още има толкова много неща за научаване! Много е добре дошло да имате нов инструмент, който да използвате за изучаването му.
