Desaťročia sa vedci zamýšľali nad tým, prečo Slnko nerotuje okolo svojej osi rovnako: Konečne poznajú odpoveď
Póly našej najbližšej hviezdy sa okolo svojej osi točia pomalšie ako rovník. Prečo to tak je?
Vďaka Slnku môže život na Zemi existovať. Ide o najbližšiu a najviac preskúmanú hviezdu vo vesmíre, no to stále neznamená, že o nej vieme všetko. Jedna z pretrvávajúcich záhad Slnka je to, že interiér hviezdy nerotuje rovnakou rýchlosťou naprieč všetkými geografickými šírkami hviezdy. Ide o fenomén, ktorý vedci nazývajú diferenciálna rotácia a jej fyzikálne princípy zatiaľ ostávajú nevysvetlené.
Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka sa na tento fenomén pozreli vo svojej štúdii o niečo lepšie a prichádzajú s prelomovými zisteniami. Diferenciálna rotácia znamená, že póly Slnka sa okolo svojej osi otočia raz za 34 dní. Stredné zepepisné šírky rotujú o niečo rýchlejšie a rovníku trvá len približne 24 dní, kým sa otočí okolo svojej osi.
Vedci v posledných rokoch využívali solárne akustické vlny, aby sa pozreli do interiéru najbližšej hviezdy. Počas týchto výskumov odhalili, že vyššie spomínaná rotácia prebieha rovnako naprieč celou konvekčnou vrstvou Slnka. Ide o región, ktorý sa začína približne 200-tisíc kilometrov pod povrchom hviezdy a tiahne sa až k viditeľnému povrchu hviezdy.
Ide o vrstvu, v ktorej nachádzame agresívne prúdy plazmy. Tie ovplyvňujú aktivitu a magnetizmus Slnka. Predchádzajúce teoretické modely nám naznačovali, že za rozdielnou rotáciou od pólov až po rovník môžu mierne rozdiely v teplote. Tento fenomén ale mali vedci problém zmerať. Výskumníci z inštitútu Maxa Plancka ale dokázali, že dnes vieme odhaliť teplotné rozdiely naprieč Slnkom sledovaním dlhodobých oscilácií.
Čo spôsobuje rozdielnu rotáciu v rôznych zemepisných šírkach Slnka?
Svoju prácu výskumníci zakladajú na pozorovaniach sondy Solar Dynamics Observatory, presnejšie z inštrumentu HMI (Helioseismic and Magnetic Imager). Vedci použili dáta zaznamenané v rozmedzí rokov 2017 a 2021. Výskumníci pozorovali globálne solárne oscilácie, ktoré sa prejavujú ako vírivé pohyby na povrchu Slnka. Počas pozorovaní si všimli, že oscilácie vo vysokých zemepisných šírkach s rýchlosťou až do 70 km/h, ovplyvňovali Slnko najviac.
Neprehliadni
V rámci simulácií vedci odhalili, že tieto oscilácie prenášajú teplo zo solárnych pólov smerom k rovníku. To znamená, že tento proces limituje teplotné rozdiely medzi pólmi a rovníkom na menej ako sedem stupňov.
“Ide o veľmi malý teplotný rozdiel medzi rovníkom a pólmi, ktorý ovplyvňuje rotáciu týchto regiónov. Zároveň ide o mimoriadne dôležitý mechanizmus s ohľadom na globálnu dynamiku Slnka,” Vysvetľuje jeden z autorov štúdie, Laurent Gizon.
Autori štúdie tento proces po prvýkrát znázornili v trojdimenzionálnom modeli. Predchádzajúce štúdie boli limitované 2D prístupmi, ktoré predpokladali symetriu rotácie jednotlivých regiónov Slnka. Zladenie nelineárnych simulácií s pozorovaniami ale výskumníkom umožnilo pochopiť fyziku, ktorá sa ukrýva za dlhodobými osciláciami. Zároveň sa im podarilo pochopiť, ako tieto oscilácie kontrolujú diferenciálnu rotáciu Slnka.
