Gwiazda znajdująca się w centrum Układu Słonecznego – Słońce, może być mniejsza, niż przez długi czas sądzono. Wskazują na to dowody odnalezione przez zespół dwóch astrofizyków z Japonii i Wielkiej Brytanii.
Różnica niewielka, ale znacząca
Zgodnie z danymi pozyskanymi przez Masao Takatę z Uniwersytetu Tokijskiego oraz Douglasa Gougha z Uniwersytetu w Cambridge, promień Słońca może być o kilka setnych procenta mniejszy niż wskazywały poprzednie analizy. Choć wydaje się, że mowa o niewielkiej różnicy, może ona w znaczący sposób zmienić to, jak naukowcy rozumieją ogromną kulę światła, dzięki której nasza planeta tętni życiem.
Nowe wyniki, praca na temat których jest obecnie recenzowana, mają związek z falami dźwiękowymi generowanymi i uwięzionymi wewnątrz gorącej plazmy Słońca. Są to jedne z fal, które powodują oscylacje na powierzchni Słońca i w jego wnętrzu. Podobnie jak burczenie w brzuchu, te rezonujące dźwięku mogą wskazywać na zmiany zachodzące w słonecznych wnętrznościach.
Obraz Słońca tworzony przez fale
Według Masao Takaty i Douglasa Gougha wspomniane fale akustyczne dają „dynamicznie solidniejszy” obraz wnętrza Słońca niż inne fale powodujące „oscylacje pola prędkości” plazmy słonecznej. W tym kontekście warto wspomnieć, że drganie powierzchni Słońca powodowane jest nie tylko przez fale dźwiękowe, ale też chociażby przez fale typu grawitacyjnego. Naukowcy mówią o falach typu grawitacyjnego g, gdy zachodzą one bliżej jądra gwiazdy, oraz o falach typu grawitacyjnego f, gdy zachodzą bliżej powierzchni gwiazdy.
W miarę gdy gwiazdy stają się coraz gęstsze, mogą pojawiać się w nich inne typy fal, przydane przy opisywaniu charakterystyki danego obiektu. Fale typu grawitacyjnego f są szczególnie przydatne w badaniach wirującej gorącej plazmy we wnętrzu Słońca, a fale akustyczne są najbardziej użyteczne przy badaniu „harmonii” sferyczności Słońca. To dlatego, że fale akustyczne powstają w Słońcu w wyniku wahań ciśnienia w jego wnętrzu. Gdy fale te przemieszczają się na zewnątrz, uderzają w powierzchnię Słońca (jego fotosferę) i ponownie odbijają się do wewnątrz, zaginając się podczas podróży przez turbulentną plazmę, by odbić się od innej części powierzchni Słońca. Wspólnie wiele typów fal powodujących oscylacje na powierzchni Słońca może stworzyć obraz jego struktury i zachowania. Ale czy przy pewnych pomiarach naukowcy powinni polegać na wszystkich typach fal?
Podstawa ku temu by sądzić, że Słońce jest mniejsze
Tradycyjny model referencyjny dla promienia sejsmicznego Słońca bazuje na falach typu grawitacyjnego f, ponieważ zmierzono je jako pierwsze. Takata i Gough uważają jednak, że w tej kwestii fale typu grawitacyjnego f nie są całkowicie wiarygodne, ponieważ nie rozciągają się aż do krawędzi fotosfery Słońca. Zamiast tego zdają się „rozbijać o to, co para naukowców nazywa „powierzchnią fantomową”.
Według niektórych wcześniejszych badań fale akustyczne odbijają się od rzeczywistej powierzchni Słońca, ponieważ są mniej podatne na wpływ pola magnetycznego i turbulencje w górnej warstwie granicznej strefy konwektywnej Słońca. Dlatego Takata i Gough uważają, że w przypadku określania promienia Słońca na podstawie pomiarów sejsmicznych (a nie na podstawie światła widzialnego czy obliczeniach termicznych) trzeba brać pod uwagę fale akustyczne, a nie fale typu grawitacyjnego f.
Właśnie w związku z tym obliczenia dwójki badaczy, bazujące na podstawie częstotliwości fal dźwiękowych we wnętrzu Słońca, mówią, że Słońce jest delikatnie mniejsze, niż twierdzi standardowy model Słońca. Choć różnica jest niewielka, dostosowanie do niej tradycyjnego modelu Słońca podobno wcale nie byłoby drobnostką, a to dlatego, że przez to, jak wiele się w Słońcu dzieje, trudno jest dokładnie zrozumieć powód istnienia tej różnicy.
Źródło: arXiv, fot. tyt. ESO