gov-civil-vilareal.ptPöörlemispiirkond: Päikese tuum pöörleb neli korda kiiremini kui pind
>Päike on meile kõige lähedasem täht kogu universumis, nii et arvate, et teame sellest kõige rohkem. Ja mitmes mõttes me teemegi; saame vaadata pinda kõrge eraldusvõimega ja näha detaile, mida me teistel tähtedel ei näe.
Kuid selles on veel palju, mida me ei tea, ja paljud küsimused jäävad vastuseta. Mõned tunduvad piisavalt lihtsad. Näiteks: kui kiiresti Päikese tuum pöörleb?
Nüüd teame : See keerleb peaaegu täpselt kord nädalas. Kummaline on see, et see on neli korda kiirem kui Päikese pinna pöörlemine! Päikese siseküljed pöörlevad kiiremini kui välised.
Nii et siin on natuke murda, kuid see on päris lahe. OKEI, hästi : See on kuum. Aga uudis on lahe.
See lõigatud diagramm näitab Päikese sisekihte ja seda, kuidas survelained (p-lained) põrkuvad pinna all ja läbi Päikese, samal ajal kui gravitatsioonilained (g-lained) ei jõua sügavast sisemusest pinnale . Krediit: ESA; (Päikese kromosfäär SOHO pildi põhjal; krediit: SOHO (ESA ja NASA))
Päike ei ole kindel pall, vaid hoopis hiiglaslik gaasikera (tehniliselt on see plasma, gaas, milles aatomid on kaotanud ühe või mitu elektroni; see on tegelikult oluline, nagu me näeme mõne sekundi pärast). Üldiselt on Päikese laius umbes 1,4 miljonit kilomeetrit. Keskel on temperatuur ja rõhk nii kõrged (15 miljonit kraadi C ja sadu miljardit korda Maa atmosfäärirõhk merepinnal!), et vesiniku aatomid üksteise vastu löövad ja keerulise protsessi käigus heeliumiks sulanduvad. See vabastab palju energiat - a palju - ja sellepärast paistab päike. See energia pääseb päikesepiirkonnast välja ja kiirgab pinnast valgusena eemale.
Piirkonda, kus vesinik transformeeritakse heeliumiks, nimetatakse tuumaks ja see on umbes 1/5thPäikese läbimõõdust: umbes 280 000 km lai (võrdluseks mõnevõrra väiksem kui kaugus Maast Kuuni). Me teame, et see on seal, hoolimata sellest, et see on maetud poole miljoni kilomeetri raevuka plasma alla, Päikese toimimise füüsika tõttu - tuumasünteesi avastamine oli tohutu läbimurre päikese dünaamika mõistmisel.
Kui vaatame Päikest väljastpoolt, näeme seda pöörlemas. Kuigi pind ei ole tahke ja muutub pidevalt, on pöörlemiskiiruse mõõtmiseks mitmeid viise: näiteks saate vaadata päikeselaike ja kasutada neid orientiiridena (noh, plasmamärgid, ma arvan). Kui te seda teete, leiate, et Päike pöörleb kord paari nädala jooksul. Pealegi pöörleb see ekvaatoril suurema kiirusega kui poolused; 25 versus 35 päeva. See diferentsiaalne pöörlemine on jälle sellepärast, et Päike ei ole tahke keha ja libiseb natuke ringi.
Aga kui kiiresti südamik pöörleb? Seda numbrit on kaua otsitud ja see on hullult tabamatu. Uus meetod on aga lõpuks vastuse paljastanud ... ja see on sellepärast, et Päike vibreerib.
Tuuma ja pinna vahel on Päikese piirkond, mida nimetatakse konvektsioonivööndiks, kus kuum plasma tõuseb ja jahe plasma vajub, sarnaselt pannil keeva veega. Neid plasmarakke liigub Päikese sees üles ja alla tuhandeid ning need segavad ümbritsevat materjali. See tekitab helilainele sarnase rõhulaine. Kui need jõuavad Päikese pinnale, panevad nad selle vibreerima ja neid vibratsioone saab mõõta . Lainete füüsika on piisavalt hästi arusaadav, et nende lainete omadusi saab kasutada Päikese sees olevate tingimuste mõõtmiseks, nii et saame välja mõelda, mis toimub pinna all sügaval, ilma et oleksime seda kunagi otseselt näinud. Selle teadust nimetatakse helioseismoloogia .
jane do vanemate lahkamine juhendab
Probleem on selles, et need survelained (nimetatakse ka p-lained ) reisivad üsna kiiresti läbi tihedate piirkondade Päikese sees, nii et nad ei ole tuuma suhteliselt aeglase pöörlemise suhtes tundlikud. Neid ei saa kasutada otse mõõta, kui kiiresti südamik pöörleb.
Ah, aga on ka teist tüüpi laineid, mida nimetatakse gravitatsioonilaineks (või g-laine, mida ei tohi segi ajada gravitatsioonilainetega, mis on väga erinevad). See on sama laine, mida saate vannis ringi liikudes: vesi tõuseb üles ja gravitatsioon tõmbab selle alla. Vesi kogub kukkudes kiirust ja ületab veidi, kastes alla ja tekitab harjade vahele küna. Need harjad tõmmatakse alla ja nii edasi, tekitades g-laine.
Päikesega tekivad need lained südamikus, kuid nad ei jõua pinnale, seega ei saa neid otse mõõta. Arg!
Kui p-lained liiguvad läbi Päikese, võnkub pind, nagu on näidatud selles füüsilises mudelis, kuidas pind liigub üles ja alla. Krediit: NSO/GONG
Aga oota! Siin on lahendus. Selgub, et kui p-lained läbivad südamikku, siis g-lainete mõjul liikuv materjal suhtleb nendega, muutes p-lainete liikumist selle kaudu. Mõju on uskumatult peen, kuid hoolika mõõtmisega on seda näha.
sid meieri tsivilisatsioon® vi
Ja lõpuks on see olnud , kasutades auväärset päikese- ja heliosfääride vaatluskeskust ( SOHO ), kosmosepõhine observatoorium, mis on pühendatud päikese vaatlemisele. SOHO pardal olev instrument, mida nimetatakse globaalseteks võnkumisteks madalatel sagedustel (või GOLF ), mille eesmärk oli vaadata päikese p-laineid. Võttes mõõtmisi vapustava 16,5 aasta jooksul (SOHO käivitati 1995. aastal), said astronoomid näha g-lainete peent mõju neile. Need mõõtmised näitavad, et päikesesüdamik pöörleb palju kiiremini kui pind.
Seda on kahtlustatud aastaid ja tore on näha selle kinnitust. Ja ma pean tunnistama, et kohe kui ma seda kuulsin, tegin ma vaimse laubalöögi. Oleksin pidanud teadma, et tuum keerleb kiiremini!
Miks? Füüsilistest teooriatest arvame, et tähed keerlevad sündides kiiresti. Näeme sellele palju kinnitust ka noori tähti jälgides. Kuid Päikese pind pöörleb vaid kord kuus. See on tõenäoliselt tingitud selle magnetväljast: Päikese sees tekkivast võimsast magnetismist. Ei ole täpselt teada, kus magnetism on loodud , kuid see on kindlasti südamiku kohal, konvektsioonitsoonis või selle kohal. Füüsika väga tuntud omadus on see, et liikuvad laetud osakesed tekitavad magnetvälja ja Päikese konvektsioonipiirkonnas üles-alla liikuv plasma teeb seda just.
Päikese pinnast kõrgemal toimib magnetväli nagu hiiglaslik võrk, pühkides üles Päikesest eraldunud aatomilised osakesed ja kiirendades neid, nagu kalavõrk, kes kala korjab. Sel juhul suruvad osakesed magnetväljal veidi tagasi. Kuna magnetism on ankurdatud Päikese materjali, toimib see miljardite aastate jooksul Päikese pöörlemise aeglustamiseks .
Kuid magnetväli ei ole südamikus ankurdatud. välimine kihid aeglustuvad, kuid tuum on siiski vaba kiiremini pöörlema. Muidugi hõõrdumine aeglustab seda, kuid isegi 4,5 miljardi aasta pärast pöörleb see ikkagi Päikese pinnast kiiremini - peaaegu 300 000 km läbimõõduga plasmapallil on märkimisväärne hoog. Ma ei uuri Päikest spetsiaalselt, aga ma teadsin seda kõike ja oleksin pidanud saama selle ise kokku panna. See ei tulnud mulle pähegi, aga praegu tundub see ilmne. Ah, noh.
Nii et igatahes on see päris vahva. Meil pole Päikese tuuma uurimiseks palju võimalusi ja nüüd on meil uus, mis tundub väga paljutõotav. Pööramine on vaid üks paljudest tuuma omadustest, mida saame selle meetodi abil õppida. See on nagu aken, mis võimaldab meil näha Päikeses asuvaid septiljoneid tonne plasmat ja saada teavet allpool olevate sügavuste kohta.
Oleme Päikest uurinud sajandeid, kuid selle kohta on veel palju õppida! On väga teretulnud, kui on olemas uus vahend selle uurimiseks.
