Форма Солнца приводит учёных в недоумение

17 августа 2012

Используя данные, собранные Обсерваторией солнечной динамики НАСА, исследователи измеряли форму нашего светила на протяжении двухлетнего периода с 2010 по 2012 гг., в течение которого Солнце совершило переход от минимума пятнообразовательной активности к максимуму.

Вопреки их ожиданиям, учёные обнаружили, что слегка приплюснутая форма Солнца необычайно стабильна и является почти совершенно независимой от цикла солнечной активности. Однако, добавляют исследователи, его форма оказалась намного ближе к сферической, чем предсказывалось теориями.

источник - http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=2684

Ядро Солнца вращается аномально быстро

1 августа 2017 г.

Ядро и внутренние слои Солнца вращаются примерно в четыре раза быстрее, чем его поверхность, что противоречит всем общепринятым представлениям о его устройстве, говорится в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

"Самое правдоподобное объяснение этой загадки — ядро Солнца вращается быстрее его внешних слоев благодаря энергии, накопленной им 4,6 миллиарда лет назад, когда светило только начало формироваться. Это большой сюрприз для нас, и нам хочется думать, что мы открыли первые реальные следы того, как выглядело Солнце в момент своего рождения", — рассказывает астрофизик Роджер Ульрих из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе.

Скорость вращения звезд вокруг своей оси является важной характеристикой для астрономов, так как она позволяет вычислить возраст светила, определить его тип, понять, как часто внутри него происходят "звездотрясения" и выяснить, есть ли у него спутники. Как правило, молодые звезды вращаются быстрее старых, чем пользуются ученые при поиске "двойников" Солнца и "новорожденных" небесных тел.

Наблюдения последних 40-50 лет указывали на то, что недра Солнца должны вращаться вокруг его оси с той же скоростью, что и внешние слои, на базе чего строились многие другие представления о поведении и структуре остальных звезд. Проверить эти гипотезы было невероятно сложно, так как следы вращения недр светила, так называемые гидродинамические гравитационные волны, невозможно увидеть на его поверхности, потому что туда они не доходят.

Ульрих и его коллеги смогли проследить за их движением через недра Солнца, наблюдая за другим типом волн, сейсмическими колебаниями, которые возникают в глубинных слоях светила во время "солнцетрясений". За ними ученые следят уже несколько десятилетий при помощи зондов SDO, SOHO и ряда других космических обсерваторий, но эти колебания не хранят в себе информации об устройстве ядра и самых глубоких слоев недр светила.

Зонд SOHO непрерывно следит за недрами Солнца более 16 лет, что позволило Ульриху и его команде приступить к поиску подобных всплесков в архивных данных, анализируя их при помощи суперкомпьютеров.

Этот анализ раскрыл крайне интересную вещь, в которую астрономы изначально не поверили: оказалось, что частота гравитационных волн в ядре Солнца не совпала с той, которая была характерна для его внешних слоев. Как показали расчеты ученых, ядро светила должно вращаться примерно в четыре раза быстрее, чем его внешние слои, и совершать один оборот вокруг оси за неделю, а не за 28-30 дней, как поверхность Солнца.

источник - https://ria.ru/science/20170801/1499568743.html

Меркурий помог НАСА выяснить, с какой скоростью «худеет» Солнце

19 января 2018 г.

Наблюдения за смещением орбиты Меркурия помогли ученым вычислить точную скорость, с которой Солнце «худеет» из-за термоядерных реакций и солнечного ветра.

Меркурий расположен примерно в три раза ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому уменьшение массы светила гораздо сильнее повлияет на положение его орбиты и расстояние между точками максимального приближения к звезде и и максимального удаления от нее. В частности, самые грубые расчеты показывают, что за два года орбита Меркурия должна сместиться примерно на два метра.

Подобные сдвиги было бы невозможно заметить с Земли, но на орбите Меркурия долго работал зонд MESSENGER, способный точно замерять, сколько времени тратят радиоволны на путешествие до Земли и обратно и как сильно они растягиваются.

Эти данные позволили не только вычислить точную скорость, с которой Солнце теряет массу, но и проверить теорию относительности и выяснить, насколько сильно наше светило отличается по форме от идеального шара.

Расчеты показали, что каждый год Солнце «худеет» примерно на 179 триллионов тонн, что эквивалентно примерно 3,5% от общей массы земной атмосферы. Подобные значения чуть ниже теоретических оценок, но в принципе им соответствуют.

источник - https://ria.ru/science/20180119/1512922049.html

Новые расчеты солнечного спектра разрешают десятилетние споры о химическом составе Солнца

24 мая 2022

Десятилетний кризис солнечного изобилия - это конфликт между внутренней структурой Солнца, определенной по солнечным колебаниям (гелиосейсмология), и структурой, вытекающей из фундаментальной теории звездной эволюции, которая, в свою очередь, опирается на измерения химического состава современного Солнца. Новые расчеты физики солнечной атмосферы дают обновленные результаты для обилия различных химических элементов, которые разрешают конфликт. Примечательно, что Солнце содержит больше кислорода, кремния и неона, чем считалось ранее. Используемые методы также обещают значительно более точные оценки химического состава звезд в целом.

Современная стандартная модель солнечной эволюции калибруется с помощью известного набора измерений химического состава солнечной атмосферы, опубликованного в 2009 году. Но в ряде важных деталей реконструкция внутренней структуры нашей звезды, основанная на этой стандартной модели, противоречит другому набору измерений: гелиосейсмическим данным, то есть измерениям, которые очень точно отслеживают минутные колебания Солнца в целом - то, как Солнце ритмично расширяется и сжимается в характерных паттернах на временных масштабах от секунд до часов.

Ранние исследования того, как создаются спектры звезд, опирались на так называемое локальное тепловое равновесие. Но уже в 1950-х годах астрономы поняли, что эта картина слишком упрощена. С тех пор все больше и больше исследований включали в себя так называемые Non-LTE расчеты, отбрасывая предположение о локальном равновесии. Расчеты Non-LTE включают подробное описание того, как происходит обмен энергией в системе - атомы возбуждаются фотонами или сталкиваются, фотоны испускаются, поглощаются или рассеиваются. В звездных атмосферах, где плотность слишком мала, чтобы позволить системе достичь теплового равновесия, такое внимание к деталям оправдывает себя. Там Non-LTE расчеты дают результаты, которые заметно отличаются от их локально-равновесных аналогов.

В этом исследовании они отследили все химические элементы, которые имеют отношение к текущим моделям того, как звезды эволюционировали с течением времени, и применили несколько независимых методов для описания взаимодействия между атомами Солнца и его радиационным полем, чтобы убедиться в согласованности результатов. Для описания конвективных областей нашего Солнца они использовали существующие симуляции, которые учитывают как движение плазмы, так и физику излучения («STAGGER» и «CO5BOLD»).

Новые расчеты показали, что связь между обилием этих важнейших химических элементов и силой соответствующих спектральных линий значительно отличается от того, что утверждали предыдущие авторы.

«Мы обнаружили, что, согласно нашему анализу, Солнце содержит на 26% больше элементов тяжелее гелия, чем предполагали предыдущие исследования», - объясняет Магг. В астрономии такие элементы тяжелее гелия называются «металлами». Только порядка тысячной доли процента всех атомных ядер на Солнце являются металлами; именно это небольшое число изменилось на 26% от прежнего значения». Магг добавляет: «Значение для обилия кислорода оказалось почти на 15% выше, чем в предыдущих исследованиях».

источник - https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220524180440