Различные методы измерения радиуса Солнца не совпадают.
Несмотря на настойчивость физиков и простоту расчетов, небесные тела не являются идеальными сферами (или точечными массами). Их поверхности могут быть неровными, а границы – нечеткими. Если говорить о звездах, то лучше всего нам известно Солнце, но, похоже, мы знаем его не так хорошо, как нам казалось – различные способы измерения его размеров не совпадают.
Официально принятый радиус Солнца оценивается в 695 700 км. Он был установлен в 2015 году Международным астрономическим союзом и оценивается по наблюдениям за фотосферой – самым глубоким слоем атмосферы Солнца. Именно ее мы обычно считаем поверхностью Солнца и используем в моделях.
Однако это не единственный способ измерения размеров Солнца. Исследователи использовали совершенно разные методы для оценки размеров нашей звезды. В новой работе результат не сильно отличается от принятого: авторы считают, что радиус Солнца на несколько сотых процента больше официального фотосферного радиуса.
Исследователи Таката и Гоф из Токийского университета и Института астрономии соответственно применили астеросейсмологию к Солнцу. Они проследили за движением волн внутри нашей звезды – буквально солнечных колебаний. Эти колебания известны настолько точно, что их можно использовать для оценки общих свойств Солнца, в том числе его размеров.
В прошлом для оценки радиуса использовались звуковые волны, называемые f-волнами. Эти волны проходят довольно близко к поверхности, и, используя их, ученые нашли значение, которое отличалось от фотосферной оценки. В новом исследовании Таката и Гоф рассматривают p-волны. Это волны, которые проходят через всю поверхность Солнца, включая его ядро.
“Это другой метод. Я бы не сказал, что он лучше. У него есть свои преимущества и недостатки. P-моды – это звуковые волны, и они распространяются прямо через Солнце. Таким образом, они фактически дают характеристику всего Солнца. В то время как f-мода – это поверхностная волна, и она измеряет поверхностные слои”, – сказал профессор Дуглас Гоф, отвечая на вопрос о причине выбора этого метода для оценки размеров Солнца.
Исследованием было установлено, что радиус Солнца составляет 695 780 км, что примерно на 80 км больше официально принятого. Разница невелика, но она имеет значение для высокоточного анализа, который человечество проводит с Солнцем и за его пределами. И это может означать, что существующая модель Солнца не совсем верна.
“Акустические волны отражают ситуацию в глубинах. Они позволяют измерить радиус Солнца, как если бы наблюдали его изнутри, а не снаружи. В этом и заключается разница. Таким образом, это две разные меры”, – пояснил профессор Гоф.
Почему волновые и визуальные методы дают разные результаты? В настоящее время это неясно. Один из вариантов, который Танака и Гоф хотят исследовать, связан с солнечным циклом – изменением активности нашей звезды каждые 11 лет.
Возможно, что цикл в большей степени влияет на поверхность и яркость Солнца, изменяя тем самым результаты измерений в f-режиме и фотосфере. Но также возможно и то, что это более глубокое явление, и что р-волны тоже меняются, и различия придется искать в чем-то другом.
На Солнце происходит очень многое, и мы не до конца понимаем нашу звезду. Данное исследование подтверждает, что для раскрытия тайн, окружающих Солнце, необходимы дополнительные исследования, но небольшие изменения радиуса могут повлиять и на другие дисциплины, помимо астрономии. Например, солнечные нейтрино приходят из ядра Солнца и изучаются здесь, на Земле, давая представление о ядерной физике. Однако их количество очень чувствительно к размерам Солнца. Если Солнце немного больше или меньше, то поток будет значительно больше или меньше, что очень важно для многих теорий.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Читайте также: Ученые предсказали, как умрет Солнце, и это будет эпично