Таинственные вихревые волны, обнаруженные на Солнце, намекают на новую солнечную физику

Обнаружен новый тип высокочастотных акустических волн, распространяющихся на Солнце. Волны появляются на поверхности Солнца в виде узора из закрученных вихрей, движущихся против вращения Солнца. 

Проблема в том, что эти высокочастотные волны ретроградной вихревой активности, похоже, движутся в три раза быстрее, чем предсказывает теория, и физики Солнца не смогли определить причину этого.

По их словам, это открытие говорит о том, что существует новая физика Солнца, которую еще предстоит открыть, а также дает новое представление о внутренних свойствах и активности Солнца.

Хотя мы не можем заглянуть внутрь Солнца, звезды примечательны тем, что об их внутренних процессах часто можно судить по активности поверхности.

В частности, многое нам могут рассказать акустические волны. Они генерируются вблизи поверхности, а затем отражаются, частично или полностью, внутрь, где резонируют, создавая акустические колебания. Ученые-соляристы изучают эти колебания, чтобы узнать о внутреннем устройстве Солнца.

Группа ученых под руководством физика Солнца Криса Хэнсона из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби изучила и проанализировала такие данные, используя 24 года наблюдений наземной группы Global Oscillation Network Group и 10 лет наблюдений космического аппарата Helioseismic and Magnetic Imager.

В полученных данных исследователи обнаружили очень последовательный сигнал, который, согласно их анализу, свидетельствует о наличии ранее невиданных волн. Они образовали на поверхности Солнца узор из вихрей с антисимметрией между северным и южным полюсами, движущихся против солнечного вращения.

Однако тот факт, что эти волны движутся в три раза быстрее, чем ожидалось, ставит в тупик. Команда исследователей рассмотрела несколько вариантов происходящего.

Во-первых, сила Кориолиса - то, как экватор вращающегося сферического объекта движется быстрее, чем его полюса - возбуждает волны вихря, что, как мы знаем, может происходить на Земле.

Далее, есть три механизма, которые могут влиять на волны и изменять их: магнетизм, гравитация или конвекция. Однако ни один из них не может объяснить данные наблюдений.

"Если бы высокочастотные ретроградные волны можно было объяснить каким-либо из этих трех процессов, то находка дала бы ответ на некоторые открытые вопросы, которые мы все еще имеем о Солнце", - говорит Хансон.

"Однако эти новые волны, похоже, не являются результатом этих процессов, и это интересно, потому что приводит к целому ряду новых вопросов".

По словам исследователей, это говорит о том, что в наших моделях Солнца отсутствует или плохо ограничена информация, которую может восполнить решение этой загадки.

Это также имеет отношение и к более близкому дому. Ученые обнаружили высокочастотные волны в океане, распространяющиеся в четыре раза выше, чем предсказывает теория, и которые оказалось очень трудно объяснить. Совместное изучение обоих явлений может помочь разгадать их тайну.

"Само существование высокочастотных ретроградных мод и их происхождение является настоящей загадкой и может намекать на захватывающую физику в игре", - говорит физик Шраван Ханасоге из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби.

"Это может пролить свет на ненаблюдаемую в других условиях внутреннюю часть Солнца".

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.