SOHO數(shù)據(jù)揭示 太陽(yáng)的核心旋轉(zhuǎn)速度比其表面快4倍

太陽(yáng)物理學(xué)家利用美國(guó)宇航局/歐空局太陽(yáng)和日光層觀測(cè)站(SOHO)提供的數(shù)據(jù)，在太陽(yáng)下發(fā)現(xiàn)了一種地震波(重力波或g波)的證據(jù)。這些低頻波顯示，太陽(yáng)體的最深部分，即其燃燒氫的核心，比太陽(yáng)表面旋轉(zhuǎn)快約4倍。

就像地震學(xué)家利用地震穿過(guò)地球內(nèi)部來(lái)研究我們星球的結(jié)構(gòu)一樣，太陽(yáng)物理學(xué)家利用日震學(xué)來(lái)研究太陽(yáng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)跟蹤波浪在整個(gè)恒星中移動(dòng)的方式。

在地球上，通常是一個(gè)事件負(fù)責(zé)在給定時(shí)間產(chǎn)生地震波，但由于巨大氣體內(nèi)部的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)不斷“振鈴”。

較高頻率的波，也稱(chēng)為壓力波(p波或p模式)，由于聲波在太陽(yáng)的上層發(fā)出隆隆聲，很容易被檢測(cè)為表面振蕩。它們非?？焖俚卮┻^(guò)更深的層，因此對(duì)太陽(yáng)的核心旋轉(zhuǎn)不敏感。

相反，表示深太陽(yáng)內(nèi)部振蕩的較低頻率的g波(或g模式)在表面處沒(méi)有明顯的特征，因此對(duì)直接檢測(cè)提出了挑戰(zhàn)。

與p波相反，其壓力是恢復(fù)力，浮力(重力)作為重力波的恢復(fù)力。

“到目前為止所研究的太陽(yáng)振蕩都是聲波，但在太陽(yáng)中也應(yīng)該存在引力波，上下波動(dòng)以及水平運(yùn)動(dòng)，如海中的波浪，”主要作者Eric Fossat博士解釋道。，Côted'Azur天文臺(tái)的天文學(xué)家。

“40多年來(lái)，我們一直在尋找太陽(yáng)中難以捉摸的巨浪，盡管早先的嘗試暗示了探測(cè)，但沒(méi)有一個(gè)是明確的。”

“最后，我們發(fā)現(xiàn)了如何明確地提取他們的簽名。”

Fossat博士及其合著者使用了SOHO全球低頻率振蕩(GOLF)儀器收集的16。5年數(shù)據(jù)。

通過(guò)應(yīng)用各種分析和統(tǒng)計(jì)技術(shù)，他們能夠在更容易檢測(cè)到的p模式上選擇g模式的常規(guī)印記。

特別是，他們研究了一個(gè)p模式參數(shù)，該參數(shù)測(cè)量聲波穿過(guò)太陽(yáng)并再次返回地面所需的時(shí)間 - 這段旅程需要花費(fèi)4小時(shí)7分鐘。

他們?cè)谶@個(gè)p模式參數(shù)中檢測(cè)到了一系列調(diào)制：g波的特征震動(dòng)了太陽(yáng)核心的結(jié)構(gòu)。

這些g波的印記表明，太陽(yáng)核心每周旋轉(zhuǎn)一次，比太陽(yáng)的表面和中間層快近四倍，其旋轉(zhuǎn)周期從赤道的25天到極點(diǎn)的35天。

加州大學(xué)洛杉磯分校天文學(xué)榮譽(yù)教授，共同作者羅杰·烏爾里希說(shuō)：“最可能的解釋是，這個(gè)核心輪換是在太陽(yáng)形成時(shí)期，大約46億年前留下的。”

“令人驚訝的是，令人興奮的是，我們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)在最初形成時(shí)的樣子。”

“太陽(yáng)能核心的旋轉(zhuǎn)可能為太陽(yáng)的形成提供線索。太陽(yáng)形成后，太陽(yáng)風(fēng)可能會(huì)減緩太陽(yáng)外部的旋轉(zhuǎn)。“

“旋轉(zhuǎn)也可能影響太陽(yáng)黑子，太陽(yáng)黑子也會(huì)旋轉(zhuǎn)。太陽(yáng)黑子可能是巨大的; 一個(gè)太陽(yáng)黑子甚至可以比地球大。“

“在其他恒星中已經(jīng)檢測(cè)到G模式，現(xiàn)在感謝SOHO，我們終于在我們自己的恒星中找到了令人信服的證據(jù)，”Fossat博士說(shuō)。

“看到我們自己的太陽(yáng)的核心以獲得其旋轉(zhuǎn)速度的第一次間接測(cè)量是非常特殊的。但是，即使這個(gè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的搜索已經(jīng)結(jié)束，現(xiàn)在也開(kāi)始了一個(gè)新的太陽(yáng)物理學(xué)窗口。“

ESA的SOHO項(xiàng)目科學(xué)家Bernhard Fleck博士說(shuō)：“盡管結(jié)果提出了許多新問(wèn)題，但在太陽(yáng)能核心中明確檢測(cè)重力波是GOLF的關(guān)鍵目標(biāo)。”

“這肯定是過(guò)去十年SOHO的最大成果，也是SOHO史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。”

太陽(yáng)的核心也以另一種方式與其表面不同。

該核心的溫度約為2900萬(wàn)華氏度，即1570萬(wàn)開(kāi)爾文。太陽(yáng)表面“僅”約為30,000華氏度，或5,800開(kāi)爾文。