|
Таинственные высокочастотные волны на Солнце
|
|
|
|
Высокочастотные волны, вращающиеся на Солнце, привели ученых в замешательство, поскольку неожиданные всплески энергии движутся со скоростью, не поддающейся объяснению. Команда из Центра космических наук Абу-Даби при Нью-Йоркском университете проанализировала 25-летние космические и наземные наблюдения энергетических волн от нашей звезды-хозяина. Они обнаружили новый набор волн, движущихся в направлении, противоположном вращению Солнца, необъяснимым образом движущимся быстрее, чем теоретически возможно. Эти волны появляются в виде вихревых завихрений на поверхности Солнца и движутся со скоростью, в три раза превышающей скорость других типов волн на звезде. Известные как высокочастотные ретроградные (HFR) волны, они обеспечивают беспрецедентное понимание внутренней работы звезды и могут однажды привести к новым типам физики, поскольку последующие исследования пытаются объяснить, как они могут быть такими быстрыми, сообщает Daily Mail.
|
|
|
|
Внутренняя часть Солнца, как и других звезд такого типа, не может быть отображена с помощью обычной астрономии, будь то оптические, рентгеновские или инфракрасные методы. Это означает, что ученые должны полагаться на интерпретацию поверхностных сигнатур различных световых волн, чтобы понять, что происходит глубоко внутри. Эти новые высокочастотные ретроградные волны, названные так из-за их противоположного направления, все еще могут быть важной частью головоломки в нашем понимании звезд. Ученые предсказывают, что сложные взаимодействия между другими хорошо известными волнами и магнетизмом, гравитацией или конвекцией могут вызвать волны HFR с неожиданной скоростью. «Если бы волны HFR можно было отнести к любому из этих трех процессов, то это открытие ответило бы на некоторые открытые вопросы, которые у нас все еще есть о солнце», - сказал научный сотрудник и автор исследования Крис Хэнсон из Нью-Йоркского университета.
|
|
|
«Однако эти новые волны не кажутся результатом этих процессов, и это интересно, потому что приводит к целому ряду новых вопросов». Изучая внутреннюю динамику Солнца - с помощью волн - ученые могут лучше оценить его потенциальное влияние на Землю и другие планеты. «Само существование режимов HFR и их происхождение является настоящей загадкой и может указывать на захватывающую физику в действии», - сказал Шраван Ханасоге, соавтор статьи. «У него есть потенциал, чтобы пролить свет на невидимую внутреннюю часть Солнца». Он относится к относительно нишевой области астрономии, известной как гелиосейсмология, которая опирается на изучение акустических волн, наблюдаемых на солнце. Это похоже на изучение волн на Земле, которые могут предсказывать землетрясения. Что касается Солнца, то изучение этих волн использовалось, чтобы лучше понять его внутреннее вращение и структуру, что было бы невозможно с помощью методов прямого наблюдения.
|
|
|
|
Однако акустические волны нечувствительны к таким вещам, как магнитные поля, энтропия и конвекция, которые имеют решающее значение для теорий солнечной динамики. Чтобы восполнить пробел, новая команда использовала гелиосейсмический и корреляционный анализ наземных и космических наблюдений, чтобы изучить другие типы волн внутри звезды. «Нам удалось обнаружить экваториально-антисимметричные волны завихрения, распространяющиеся ретроградно со скоростью, в три раза превышающей фазовую скорость волн Россби-Гаурвица того же волнового числа», - пишут авторы. Это относится к новому типу волн, которые закручиваются в направлении, противоположном вращению солнца, и движутся в три раза быстрее, чем другие типы волн. Команда объяснила, что это нельзя объяснить стандартными гидродинамическими механизмами, предполагая, что новая физика может играть роль в разреженных, интенсивных недрах звезд, таких как наше Солнце.
|
|
|
|
Сначала они предположили, что волны возбуждаются силой Кориолиса, а затем модифицируются внутренними магнитными полями, гравитацией и сжимаемостью - насколько они могут быть сжаты в любой момент времени в зависимости от условий в этом районе. «Однако с помощью данных наблюдений и теоретических аргументов мы исключаем эти механизмы связи. Пока еще неопределенная природа этих волн обещает новую физику и свежий взгляд на солнечную динамику». Команда говорит, что оказалось трудно определить, где HFR вписывается в более широкий контекст солнечной динамики, поскольку они вряд ли принадлежат к набору функций, которые обычно возникают в стандартных теориях. Солнце - не единственное место, где были замечены эти типы волн, так как исследование, проведенное 30 лет назад, обнаружило еще необъяснимые высокочастотные волны в земном океане.
|
|
|
|
Это явление продолжает озадачивать ученых, занимающихся атмосферой, три десятилетия спустя, несмотря на серьезные усилия, направленные на его объяснение. Известные как океанические волны Россби, они были обнаружены над тропическими широтами, и было замечено, что они демонстрируют высокие фазовые скорости, в четыре раза превышающие теоретически ожидаемые. «Интересно отметить сходство с Солнцем в том, что движения жидкости, связанные с режимами HFR, видны недалеко от экватора», - сказали в команде. «Опираясь на атмосферную литературу, таким образом, мы можем лучше понять физику, управляющую волнами HFR», но понимание физики, управляющей ими, по их словам, потребует «тщательных, тщательных и подробных теоретических и численных исследований». Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
Источник
|
