gov-civil-vilareal.ptLinkousalue: Auringon ydin pyörii neljä kertaa nopeammin kuin pinta
>Aurinko on meille lähin tähti koko maailmankaikkeudessa, joten luulisi tietäväni siitä eniten. Ja monessa mielessä me teemme; voimme tarkastella pintaa korkealla resoluutiolla ja nähdä siellä yksityiskohtia, joita emme voi nähdä muissa tähdissä.
Mutta siinä on vielä paljon, mitä emme tiedä, ja monet kysymykset jäävät vastaamatta. Jotkut vaikuttavat riittävän yksinkertaisilta. Esimerkiksi: Kuinka nopeasti Auringon ydin pyörii?
Nyt tiedämme : Se pyörii lähes tasan kerran viikossa. Outoa on, että se on neljä kertaa nopeampi kuin Auringon pinnan pyöriminen! Auringon sisäosat pyörivät nopeammin kuin ulkopuolet.
Joten tässä on vähän hajoamista, mutta se on aika siistiä. OK, hieno : Se on kuuma. Mutta uutinen on hieno.
Tämä leikkauskaavio näyttää Auringon sisäkerrokset ja kuinka paineaallot (p-aallot) pomppivat pinnan alla ja Auringon läpi, kun taas painovoima-aallot (g-aallot) eivät tee sitä syvästä sisäpinnasta pintaan . Luotto: ESA; (Auringon kromosfääri SOHO -kuvan perusteella; luotto: SOHO (ESA & NASA))
mikä on Jane the Virgin arvioitu
Aurinko ei ole kiinteä pallo, vaan sen sijaan jättimäinen kaasukehä (teknisesti se on plasma, kaasu, jossa atomit ovat menettäneet yhden tai useamman elektronin; se on todella tärkeää, kuten näemme sekunnissa). Kaiken kaikkiaan Auringon leveys on noin 1,4 miljoonaa kilometriä. Keskellä lämpötila ja paine ovat niin korkeita (15 miljoonaa astetta ja satoja miljardia kertaa maapallon ilmanpaine merenpinnan tasolla!), että vetyatomit osuvat toisiinsa ja monimutkaisen prosessin kautta sulautuvat heliumiksi. Tämä vapauttaa paljon energiaa - a paljon - ja siksi aurinko paistaa. Tämä energia pääsee ulos auringon sisätiloista ja säteilee pois pinnasta valona.
Alue, jossa vety muuttuu heliumiksi, kutsutaan ytimeksi, ja se on noin 1/5thAuringon halkaisijasta: noin 280 000 km leveä (vertailua varten hieman pienempi kuin etäisyys Maasta Kuuhun). Tiedämme, että se on siellä, vaikka se on haudattu alle puolen miljoonan kilometrin raivoavaan plasmaan, auringon toiminnan fysiikan vuoksi - ydinfuusion löytäminen oli valtava läpimurto auringon dynamiikan ymmärtämisessä.
Kun katsomme aurinkoa ulkopuolelta, näemme sen pyörivän. Vaikka pinta ei ole kiinteä ja muuttuu jatkuvasti, on olemassa muutamia tapoja mitata kiertonopeutta: Voit esimerkiksi katsella auringonpilkkuja ja käyttää niitä maamerkkeinä (no, plasmamerkit, luulisin). Kun teet niin, huomaat, että aurinko kiertää muutaman viikon välein. Lisäksi se pyörii nopeammin päiväntasaajalla verrattuna napoihin; 25 vs 35 päivää. Tämä differentiaalinen pyöriminen johtuu jälleen siitä, että aurinko ei ole kiinteä runko, ja se hiipuu hieman.
Mutta kuinka nopeasti ydin pyörii? Tätä numeroa on etsitty pitkään, ja se on ollut järjettömän vaikeaa. Kuitenkin uusi menetelmä on vihdoin paljastanut vastauksen ... ja se johtuu siitä, että aurinko värisee.
Ytimen ja pinnan välissä on auringon alue, jota kutsutaan konvektiiviseksi vyöhykkeeksi, jossa kuuma plasma nousee ja viileä plasma vajoaa, samanlainen kuin pannulla kiehuva vesi. Auringossa on tuhansia näitä plasmasoluja, jotka liikkuvat ylös ja alas, ja ne sekoittavat ympärillään olevaa materiaalia. Tämä luo paineaallon, joka on samanlainen kuin ääniaalto. Kun nämä saavuttavat Auringon pinnan, ne saavat sen värähtelemään ja nämä värähtelyt voidaan mitata . Aaltojen fysiikka on riittävän hyvin ymmärretty, että näiden aaltojen ominaisuuksia voidaan käyttää mittaamaan olosuhteita auringon sisällä, joten voimme selvittää, mitä tapahtuu syvällä pinnan alla näkemättä sitä suoraan. Tämän tiedettä kutsutaan helioseismologia .
Ongelma on tässä, että nämä paineaallot (kutsutaan myös p-aallot ) kulkevat melko nopeasti tiheiden alueiden läpi auringon sisällä, joten ne eivät ole herkkiä ytimen suhteellisen hitaalle pyörimiselle. Niitä ei voi käyttää suoraan mitataksesi kuinka nopeasti ydin pyörii.
Ah, mutta on olemassa toinen aaltotyyppi, nimeltään painovoima (tai g-aalto, jota ei pidä sekoittaa painovoima-aaltoihin, jotka ovat hyvin erilaisia). Tämä on samanlainen aalto, jonka saat, kun liikut kylpyammeessasi: Vesi työntyy ylös ja painovoima vetää sen takaisin alas. Vesi kiihtyy putoamisen aikana ja ylittää hieman, kastuu alas ja luo kourun harjanteiden väliin. Nämä harjat vedetään alas ja niin edelleen, jolloin syntyy g-aalto.
Auringossa nämä aallot syntyvät ytimessä, mutta ne eivät pääse pintaan, joten niitä ei voida mitata suoraan. Arg!
Kun p-aallot liikkuvat Auringon läpi, pinta värähtelee, kuten tässä fyysisessä mallissa näkyy, miten pinta liikkuu ylös ja alas. Luotto: NSO/GONG
Mutta odota! Tässä on ratkaisu. On käynyt ilmi, että kun p-aallot kulkevat ytimen läpi, g-aaltojen vaikutuksesta liikkuva materiaali on vuorovaikutuksessa niiden kanssa ja muuttaa tapaa, jolla p-aallot liikkuvat sen läpi. Vaikutus on uskomattoman hienovarainen, mutta huolellisella mittauksella se näkyy.
miksi lopullisen määränpään arvo on r
Ja lopulta on ollut , käyttämällä arvostettua auringon ja heliosfäärin observatorioa ( SOHO ), avaruuspohjainen observatorio, joka on omistettu auringon tarkkailuun. SOHO -laitteen instrumentti, nimeltään Global Oscillations at Low Frequencies (tai GOLF ), oli suunniteltu katsomaan auringon p-aaltoja. Ottaen mittauksia hämmästyttävän 16,5 vuoden aikana (SOHO lanseerattiin vuonna 1995), tähtitieteilijät pystyivät näkemään g-aaltojen hienovaraisen vaikutuksen niihin. Nämä mittaukset osoittavat, että aurinkoydin pyörii paljon nopeammin kuin pinta.
Tätä on epäilty jo vuosia, ja on hienoa nähdä se vahvistettuna. Ja minun on myönnettävä, heti kun kuulin tämän, tein henkisen otsaläpän. Minun olisi pitänyt tietää, että ydin pyörii nopeammin!
Miksi? Fyysisten teorioiden perusteella ajattelemme, että tähdet pyörivät nopeasti syntyessään. Näemme tästä paljon vahvistusta myös tarkkailemalla nuoria tähtiä. Mutta auringon pinta pyörii vain kerran kuukaudessa. Tämä johtuu todennäköisesti sen magneettikentästä: Auringon sisällä syntyvästä voimakkaasta magnetismista. Sitä ei oikein ymmärretä, mistä magneettisuus syntyy , mutta se on varmasti ytimen yläpuolella, kiertoilma -alueella tai sen yläpuolella. Fysiikan hyvin tunnettu ominaisuus on, että liikkuvat varautuneet hiukkaset luovat magneettikentän, ja plasma, joka liikkuu ylös ja alas Auringon konvektiivisella alueella, tekee juuri tämän.
Auringon pinnan yläpuolella magneettikenttä toimii kuin jättimäinen verkko, pyyhkäisemällä auringosta lähteviä subatomisia hiukkasia ja nopeuttamalla niitä, kuten kalaverkko, joka ottaa kalaa. Samalla tavoin hiukkaset työntävät hieman taaksepäin magneettikentässä. Koska magnetismi on ankkuroitu Auringon materiaaliin, tämä vaikuttaa, miljardien vuosien ajan hidastamaan auringon pyörimistä .
Mutta magneettikenttä ei ole ankkuroitu ytimeen. ulompi kerrokset hidastuvat, mutta ydin on edelleen vapaa pyörimään nopeammin. Toki kitka hidastaa sitä, mutta jopa 4,5 miljardin vuoden jälkeen se pyörii silti nopeammin kuin Auringon pinta - lähes 300 000 km: n kokoinen plasmapallon vauhti on huomattava. En tutki Aurinkoa erityisesti, mutta tiesin tämän kaiken, ja minun olisi pitänyt pystyä koota se itse. Se ei tullut mieleeni, mutta nyt se tuntuu itsestään selvältä. Ah, no.
Tämä on joka tapauksessa aika näppärää. Meillä ei ole paljon tapoja tutkia Auringon ydintä, ja nyt meillä on uusi, joka näyttää erittäin lupaavalta. Kierto on vain yksi monista ytimen ominaisuuksista, joita voimme oppia käyttämään tätä menetelmää. Se on kuin ikkuna, jonka avulla voimme nähdä Auringossa olevien miljardien tonnien plasman ohi ja saada tietoa alla olevista syvyyksistä.
Olemme tutkineet aurinkoa vuosisatojen ajan, mutta siitä on vielä paljon opittavaa! On erittäin tervetullutta saada uusi työkalu sen tutkimiseen.
