Гелиосейсмологи проверили, как Солнце поглощает энергию

Подобно тому, как геофизики «просвечивают» Землю, гелиосейсмологи «слушают» Солнце, анализируя вибрации, генерируемые в его недрах и вызывающие колебания на поверхности светила. Регистрируют эти «акустические волны» с помощью космических обсерваторий и наземных телескопов: расшифровка частот и амплитуд позволяет фактически «просветить» звезду, вычислив ее температуру и плотность. Услышать, как именно «звучит» Солнце, можно на сайте NASA. 

Взяв за основу собственную гелиосейсмическую методику, международная исследовательская группа под руководством Гаэля Бюльдгена (Gaël Buldgen) из Льежского университета (Бельгия) с помощью компьютерного моделирования воспроизвела условия внутри звезды — плотность, давление, распределение химических элементов и температуру. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Communications. 

Речь идет об очень важном свойстве вещества — непрозрачности солнечной плазмы, то есть ее взаимодействии с излучением в недрах звезды. Этот процесс влияет на перенос энергии от ядра к поверхности светила: чем выше непрозрачность, тем медленнее тепло «пробирается» наружу. Точное знание этой величины позволяет рассчитывать возраст звезд, их эволюцию и внутреннее строение, а любые неточности напрямую влияют на существующие модели устройства светил.

Ранее, помимо теоретических вычислений, исследователи пытались воссоздать экстремальные солнечные условия в лабораториях, в частности на установке Z Machine в Сандийских национальных лабораториях (США), однако результаты серьезно расходились с теоретическими предсказаниями. Поскольку гелиосейсмология дает более масштабную картину, охватывая целый диапазон температур и давления в недрах звезды, авторы нового исследования узнали, где именно теория расходится с наблюдениями.

Результаты показали, что в районе перехода к конвективной зоне — области, в которой вещество начинает активно «бурлить» и перемешиваться — непрозрачность солнечной плазмы примерно на 10% выше, чем предсказывали большинство моделей. Более того, некоторые теоретические значения были завышены почти на 30-35%.

Это означает, что процессы, наблюдаемые в солнечной плазме, намного сложнее, чем считалось ранее, а существующие теоретические модели эволюции звезд требуют пересмотра и «доработки». Отметим, что новое открытие — не просто штрих к портрету Солнца, а фундаментальный шаг к лучшему пониманию подобных ярких обитателей Вселенной.