Jak wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics, jądro i wewnętrzne warstwy Słońca obracają się około cztery razy szybciej niż jego powierzchnia, co zaprzecza wszystkim konwencjonalnym wyobrażeniom o jego strukturze.
„Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem tej tajemnicy jest to, że jądro Słońca obraca się szybciej niż jego warstwy zewnętrzne dzięki energii, którą zgromadziło 4,6 miliarda lat temu, kiedy Słońce dopiero zaczynało się formować. To dla nas duże zaskoczenie i chcemy myśleć, że odkryliśmy pierwsze prawdziwe ślady tego, jak wyglądało Słońce, kiedy się narodziło”- mówi astrofizyk Roger Ulrich z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (USA).
Szybkość obrotu gwiazd wokół ich osi jest ważną cechą astronomów, ponieważ pozwala obliczyć wiek gwiazdy, określić jej typ, zrozumieć, jak często występują w niej „trzęsienia gwiazd” i dowiedzieć się, czy ma ona satelity. Z reguły młode gwiazdy obracają się szybciej niż stare, niż naukowcy używają do poszukiwania „bliźniaków” Słońca i „nowonarodzonych” ciał niebieskich.
Obserwacje ostatnich 40-50 lat, według Ulricha, wskazywały, że wnętrze Słońca powinno obracać się wokół własnej osi z taką samą prędkością jak warstwy zewnętrzne, na podstawie których zbudowano wiele innych pomysłów na temat zachowania i budowy innych gwiazd. Sprawdzenie tych hipotez było niezwykle trudne, gdyż śladów obrotu wnętrza oprawy, tzw. Hydrodynamicznych fal grawitacyjnych, nie widać na jej powierzchni, bo tam nie docierają.
Ulrich i jego koledzy byli w stanie prześledzić ich ruch we wnętrzu Słońca, obserwując inny rodzaj fal, drgania sejsmiczne, które występują w głębokich warstwach Słońca podczas „trzęsień słonecznych”. Naukowcy śledzą je od kilkudziesięciu lat, używając sond SDO, SOHO i szeregu innych obserwatoriów kosmicznych, ale oscylacje te nie przechowują informacji o strukturze jądra i najgłębszych warstwach wnętrza gwiazdy.
Autorzy artykułu zasugerowali, że fale sejsmiczne mogą oddziaływać z ich grawitacyjnymi „kuzynami”, jeśli poruszają się w kierunku jądra Słońca, a następnie wracają. Te interakcje z kolei powinny znaleźć odzwierciedlenie w tym, jak ich struktura zmienia się w czasie.
Podobne pomysły, jak zauważyli astrofizycy, pojawiały się już wcześniej wśród ich kolegów, ale ich weryfikacja była praktycznie niemożliwa ze względu na fakt, że fale grawitacyjne we wnętrzu Słońca są bardzo powolne - jedna z ich oscylacji może trwać od kilku dni do kilku miesięcy. Dlatego naukowcy nie próbowali szukać ich śladów w tym, jak zmieniają się szybciej fale sejsmiczne.
Sonda SOHO nieprzerwanie monitorowała wnętrze Słońca od ponad 16 lat, co pozwoliło Ulrichowi i jego zespołowi rozpocząć poszukiwania takich błysków w zarchiwizowanych danych, analizując je za pomocą superkomputerów.
Film promocyjny:
Analiza ta ujawniła niezwykle interesującą rzecz, w którą początkowo astronomowie nie wierzyli: okazało się, że częstotliwość fal grawitacyjnych w jądrze Słońca nie pokrywa się z częstotliwością charakterystyczną dla jego warstw zewnętrznych. Jak pokazują obliczenia naukowców, jądro gwiazdy powinno obracać się około cztery razy szybciej niż jej warstwy zewnętrzne i wykonać jeden obrót wokół osi w tydzień, a nie w 28-30 dni, jak powierzchnia Słońca.
Dlaczego tak się dzieje, nie jest jeszcze jasne, ale Ulrich i jego koledzy uważają, że obrót zewnętrznych warstw Słońca jest spowalniany przez wiatr słoneczny, który jest nieustannie wyrzucany z jego powierzchni. Ponadto ich rotację mogą spowolnić plamy słoneczne i inne struktury magnetyczne w przypowierzchniowych warstwach gwiazdy.
