Pe baza datelor provenite de la observatorul Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) al NASA/ESA, fizicienii au găsit dovezi privind existenţa unor unde seismice de joasă frecvență (unde gravitaționale sau unde g) care arată că nucleul Soarelui se rotește de aproximativ 4 ori mai repede decât suprafața solară.

SoareleÎn această imagine se pot observa regiunile active ale Soarelui prin combinarea observațiilor de la mai multe telescoape. Radiaţia X de mare energie, analizată de Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) al NASA, este reprezentată în albastru, radiaţia X de joasă energie, analizată de telescopul de pe sonda spațială Hinode lansată de Japonia, este verde, iar radiaţia ultravioletă extremă analizată de Solar Dynamics Observatory (SDO) al NASA este reprezentată în galben și roșu. Toate cele trei telescoape au capturat aceste imagini ale Soarelui în jurul datei de 29 aprilie 2015. Credit: NASA/JPL-Caltech/GSFC/JAXA.

La fel cum seismologii studiază cum se propagă undele seismice prin interiorul Pământului pentru a determina structura planetei noastre, astrofizicienii folosesc undele seismice care se deplasează prin Soare pentru a studia structura interioară a acestuia.

În general, pe Pământ se produce un singur eveniment care este responsabil pentru generarea unor unde seismice, la un moment dat, dar în Soare aceste unde sunt generate în mod continuu datorită mişcărilor convective din interiorul uriaşului corp gazos.

Undele de frecvență mare, denumite și unde de presiune (unde p sau moduri p), pot fi detectate cu ușurință ca unde de suprafață datorate undelor acustice care se propagă prin straturile superioare ale Soarelui. Acestea trec foarte rapid prin straturile mai adânci și, prin urmare, nu sunt influenţate de rotația nucleului Soarelui.

În schimb, undele de frecvență mai mică (undele g sau modurile g), care reprezintă unde provenite de la mare adâncime, nu pot fi detectate cu uşurinţă la suprafața Soarelui și, prin urmare, detectarea directă a acestora reprezintă o adevărată provocare pentru oamenii de ştiinţă.

„Undele solare studiate până în prezent sunt în totalitate unde acustice, dar în Soare trebuie să existe și unde gravitaționale, care induc mișcări în plan vertical și în plan orizontal, precum valurile mării”, a explicat Dr. Eric Fossat, astronom în cadrul Côte d’Azur Observatory şi autorul principal al studiului.

„Am căutat aceste unde g în Soare de mai bine de 40 de ani și chiar dacă unele studii anterioare au sugerat existenţa lor, niciunul dintre acestea nu a oferit o confirmare definitivă”.

„În sfârșit, acum am descoperit o modalitate prin care putem să identificăm, fără echivoc, acest tip de unde”, a declarat Dr. Eric Fossat.

Dr. Fossat și coautorii studiului au utilizat datele obţinute timp de 16,5 ani de instrumentul Global Oscillations at Low Frequencies (GOLF) al SOHO.

Aplicând diferite tehnici analitice și statistice, cercetătorii au reușit să identifice o amprentă unică a undelor g pe undele p, care sunt mai ușor de detectat.

În special, ei au analizat un parametru al undelor p care măsoară intervalul de timp necesar pentru ca o undă acustică să treacă prin Soare și să se întoarcă la suprafața acestuia. Valoarea acestui parametru este aproximativ patru ore și șapte minute.

Cercetătorii au detectat o serie de variaţii ale acestui parametru al undelor p, adică semnătura undelor g care agită structura nucleului Soarelui.

Analiza acestor unde g sugerează că miezul solar se rotește o dată pe săptămână, de aproape patru ori mai repede decât suprafața Soarelui, iar straturile intermediare au perioade de rotație de la 25 de zile la ecuator până la 35 de zile la poli.

Structura SoareluiAceastă imagine arată cele mai importante regiuni ale Soarelui, începând cu cromosfera exterioară și apoi cu fotosfera, acolo unde pot fi observate petele solare. În interiorul Soarelui există o zonă convectivă turbulentă şi o zonă radiativă, mai stabilă. Credit: NASA/ESA/SOHO.

„Cea mai probabilă explicaţie este că această rotație a nucleului solar provine din perioada în care Soarele s-a format, adică cu aproximativ 4,6 miliarde de ani în urmă”, a declarat Roger Ulrich, profesor emerit de astronomie la University of California din Los Angeles şi coautor al studiului.

„Este o surpriză faptul că am descoperit o relicvă a ceea ce a fost Soarele atunci când s-a format”.

„Rotaţia miezului solar poate oferi, de asemenea, un indiciu privind modul cum s-a format Soarele. După formarea acestuia, vântul solar a încetinit, cel mai probabil, rotația părții exterioare a Soarelui”.

„Această rotaţie ar putea influenţa și petele solare, care se rotesc şi ele. Petele solare pot fi enorme, o singură pată solară putând fi chiar mai mare decât Pământul”.

„Undele g au fost detectate şi în alte stele, iar acum, datorită SOHO, am găsit, în cele din urmă, o dovadă convingătoare a existenţei acestora în Soare”, a declarat Dr. Fossat.

„Este cu adevărat o performanță să putem „vedea” în nucleul Soarelui pentru a avea o primă măsurătoare indirectă a vitezei sale de rotație. Deși această căutare de zeci de ani s-a încheiat, o nouă etapă privind studiul Soarelui abia acum începe”.

„Deşi rezultatul obţinut ridică numeroase ale întrebări, detectarea undelor gravitaţionale în nucleul solar a fost obiectivul principal al GOLF”.

„Este cu siguranță cea mai mare realizare a SOHO din ultimul deceniu și una dintre cele mai importante descoperiri ale SOHO”, a declarat Dr. Bernhard Fleck, cercetător în cadrul proiectului SOHO al ESA.

Nucleul Soarelui are o temperatură de aproximativ 15.600.000 K, iar temperatura suprafeţei Soarelui este de „numai” aproximativ 5.800 K.

Concluziile cercetătorilor au fost publicate în revista Astronomy & Astrophysics

Sursă: Sci-News