Многие люди считают, что Солнце хорошо изучено, но, вероятно, они не знают о его удивительной особенности — дифференциальном вращении. Экватор нашей звезды вращается намного быстрее, чем ее полюса, что создает загадку: как это возможно? Что такое «солнечный парадокс»?
Долгое время это явление объяснялось разницей температур, но только сейчас физики из Института исследований Солнечной системы Макса Планка смогли точно определить это различие и, наконец, хотя бы частично разрешить «солнечный парадокс».
За десятилетия наблюдений было подсчитано, что экватор Солнца совершает полный оборот примерно каждые 24 дня. Это можно было бы принять за постоянный «солнечный день», если бы не одно «но»: полюсам звезды требуется целых 34 дня для полного оборота.
Единственным объяснением этого геометрически невозможного явления была небольшая разница между температурой Солнца на полюсах и на экваторе. Однако было неясно, как ее измерить. Но немецкие физики нашли способ: они наблюдали за долгопериодическими колебаниями Солнца.
В этом им помогли полезные данные, собранные обсерваторией солнечной динамики — исследовательским зондом, запущенным 14 лет назад. С 2017 по 2021 год были обнаружены и тщательно задокументированы глобальные колебания поверхности Солнца, напоминающие огромные инерционные вихри, которые месяцами сотрясали поверхность звезды.
Результаты наблюдений за этими колебаниями были включены в серию крупномасштабных трехмерных симуляций на одном из мощных компьютеров Института. И результат оправдал ожидания: оказалось, что именно эти вихри переносят огромное количество тепла от полюсов Солнца к его экватору. Разница температур, по предварительным данным, составляла менее 7 градусов Цельсия. Однако даже такой крошечной разницы (на фоне тысяч и миллионов градусов в разных слоях звезды) может быть более чем достаточно.
«Эта очень маленькая разница температур между полюсами и экватором контролирует баланс углового момента на Солнце и, таким образом, является важным механизмом обратной связи для его глобальной динамики», — объяснил директор Института доктор Лоран Гизон.
Колебания поверхности Солнца в высоких широтах напоминают тропические циклоны, которые регулируют климат Земли, хотя детали различаются.
«Если полюс Солнца примерно на семь градусов горячее экватора, то этого достаточно, чтобы вихри достигали скорости около 70 километров в час над большей частью поверхностных звезд», — сказал один из соавторов статьи, доктор Роберт Кэмерон.
7 градусов
Однако даже при температуре поверхности 6000 и разнице в тысячи градусов между пятнами, разница в 7 градусов не может заметно повлиять на вращение. Даже 70 километров в час не могут объяснить такую разницу в скорости вращения.
Возникает вопрос: какие и где проводились научные измерения? Например, в области темного пятна, когда оно появится, разница температур будет намного больше 7 градусов.
Также удивительно, что теоретики и астрономы до сих пор не осознали, что полярные регионы «живут» сами по себе и имеют собственное магнитное поле. Если следовать официальной точке зрения, то внутри существуют конвективные течения, которые должны создавать магнитные поля Солнца. Но факт остается фактом: вращение дифференциальное, а магнитные поля не могут быть однородными!
Здесь есть два варианта: конвекционные трубы вращаются в унисон с фотосферой и во всех пространственных направлениях, поскольку общая температура FS одинакова по всей поверхности. Все знают, что для вращения чего-либо нужна энергия, и Солнце не исключение.
Однако дифференциальное вращение — далеко не единственная загадка нашей звезды. Например, почему гамма-излучение распределялось неравномерно по поверхности Солнца во время всплеска активности десять лет назад? Не говоря уже о том, что лучи, исходящие из полярных регионов, были на порядки ярче, чем обещали теоретические прогнозы.
Тем не менее, сейчас самое подходящее время расставить точки над i — ученые надеются, что вспышка солнечного максимума, которая продлится до 2026 года, благодаря новым технологиям наблюдения, станет поворотным моментом в раскрытии многих секретов Солнца.
Об авторе
