Свет Солнца замедляет вращение его внешних слоёв

Солнечный свет замедляет вращение внешних слоёв светила, "похищая" часть его момента импульса. Такой вывод сделали исследователи из США и Бразилии после изучения звуковых волн, проходящих сквозь видимую поверхность Солнца – фотосферу. Целью исследователей было определение того, насколько быстро звезда вращается на разных "глубинах".

Научный мир в 80-х годах прошлого века выяснил, что внешняя часть фотосферы вращается медленнее остальной части. Но физики не понимали, почему происходит такое замедление.

Чтобы решить давнюю головоломку, команда учёных под руководством Иана Каннингема (Ian Cunnyngham) и Джеффа Куна (Jeff Kuhn) из Института астрономии при Гавайском университете наблюдала за звуковыми волнами у лимба (края) диска звезды с помощью инструментов "Обсерватории солнечной динамики" НАСА (SDO).

Астрономы сообщили, что нашли, как они считают, причину того, почему внешние слои Солнца вращается медленнее остальных.

Специалисты тщательно обработали изображения, полученные за три с половиной года работы SDO при помощи различных фильтров. Благодаря проделанной работе им удалось по-новому взглянуть на несколько внешних слоёв Солнца. Это, в свою очередь, помогло им выяснить, что наибольшее торможение происходит во внешней 70-километровой зоне, а также рассчитать скорость циркуляции каждого "видимого" слоя. Так, они подтвердили, что внешний слой вращался медленнее остальных примерно на пять процентов скорости.

Отметим, что в верхних 70 километрах фотосферы Солнце начинает становиться "прозрачным", и фотоны могут вырваться в космос в виде солнечного света.

Астрономы также использовали результаты предыдущих исследований, показавшие, что межзвёздная космическая пыль замедляется, сталкиваясь с солнечными фотонами, поскольку теряет момент импульса своего движения.

Исследователи создали модель Солнца, в которой фотоны движутся наружу через внутренние слои и в конечном итоге выходят из поверхности в виде света

Эти фотоны проделывают довольно долгое путешествие. Созданные в ходе ядерного синтеза внутри ядра Солнца, частицы сначала входят в плотную зону лучистого переноса, которая составляет две трети радиуса звезды.

Фотоны в этой части звезды отскакивают, сталкиваясь с атомными ядрами, как от многочисленных зеркал и далее, спустя миллионы лет, наконец, достигают наружного конвективного слоя светила. В этой зоне температура уже достаточно низкая, чтобы атомы могли поглощать фотоны. Здесь происходит образование союзов атомов и фотонов и, когда они достигают отметки в 70 километров, атомы охлаждаются настолько, что испускают фотоны в космос.

По той причине, что атомы и фотоны связаны между собой, они обмениваются моментом импульса, но, когда фотоны высвобождаются, они забирают часть момента импульса с собой, заставляя атомы в верхней части фотосферы вращаться медленнее, чем в более глубоких слоях.

Огромное количество таких высвобождений на протяжении 4,5 миллиарда лет жизни Солнца, как считают учёные, и привело к замедлению скорости вращения внешнего слоя светила. Его астрономы и наблюдают сегодня.