Zvětšit obrázek

Modely slunečních oscilací. Kredit: SMM (IAC)

Vnitřní vrstvy Slunce jsou neprůhledné pro elektromagnetické záření, jsou však „průhledné“ pro zvukové vlny. Zvukové kmity s charakteristickou periodou 5 minut objevili v roce 1963 Leighton, Noyers a Simon. Tzv. g-mody jsou řízeny gravitací a naznačují, že existuje daleko větší množství slabých oscilací. Vědci jsou přesvědčeni, že takové vlnění vzniká tehdy, když „vířící“ plyn pod povrchem (i ve velké hloubce) narazí do hustšího materiálu a oscilace takto vzniklé, se dostávají přes vnitřní vrstvy Slunce až na povrch - dá se to přirovnat k rybníku, do něhož byl vhozen kámen.

Podstatou g-modu je gravitační síla, která má tendenci „přesouvat“ buňky (rozměry - desítky až stovky km), u nichž se změnily fyzikální vlastnosti, do oblastí se stejnou hustotou. Ale setrvačná síla se je naopak snaží vrátit zpět do původní polohy. Tento proces se periodicky opakuje a vzniká mechanické vlnění, které se šíří celým Sluncem.
Podstatou p-modu je síla tlaková (fyzikálně je tento princip analogický šíření zvuku). Tlakové nehomogenity se šíří všemi směry.

Zvětšit obrázek

Sonda SOHO (Kredit ESA)

Podstatou periodického f-modu je opět gravitace (připomíná vlnění mořské hladiny). Vzniká hřeben a údolí vlny. Hřeben je gravitací „zarovnáván“ a do údolí „stéká“ okolní hmota.
Vědci potřebovali objevit g-mody, protože v tomto případě vlnění projde skrz tajemné nitro Slunce a nese zásadní informace o vnitřní aktivitě Slunce - např. o rychlosti rotace slunečního jádra, která je doposud nejistá. Pokud by astronomové znali tento „detail“,  mohli by vysvětlit vznik celé Sluneční soustavy, protože sluneční jádro reprezentuje střed rotujícího prachoplynného disku, z něhož se před 4,6 miliardami let vytvořilo Slunce a planety.

Video

Bohužel vlny g-modu jsou během svého průchodu ke slunečnímu povrchu natolik „znehodnoceny“, že jednotlivé vlny jsou vysoké jen několik málo metrů. Perioda oscilací se pohybuje mezi 2 až 7 hodinami - za tu dobu se vlny pouze 1krát zvednou a poklesnou. Astronomové stojí před problémem, jak objevit „nezměřitelné“ pohyby o velikosti nanejvýše několik milimetrů za sekundu.

Zvětšit obrázek

„Sluncetřesení“ po sluneční erupci 28. května 1998. Kredit: A. G. Kosovichev (Stanford) et al., MDI, SOHO, ESA, NASA

Nyní konečně mezinárodní tým astronomů ESA a NASA díky sluneční kosmické observatoři SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) našel způsob, jak zachytit „letmé“ projevy těchto dlouho hledaných vln.
Klíčem je přístroj GOLF (Global Oscillation at Low Frequency) na SOHO. Sice nemůže rozlišovat jednotlivé oscilace g-modu, ale astrofyzik Rafael Garcia (DSM/DAPNIA/Service d"Astrophysique, Francie) s kolegy hledají informace ve velkém počtu těchto oscilací (celých sériích) v desetileté databázi GOLFu.
„Analogicky si lze představit, že Slunce je obrovské piáno, hrající všechny noty najednou. Místo hledání jen jedné noty „c“, bude snadnější pátrat po všech „c“ ve všech oktávách najednou,“ řekl Garcia. „To je to, co jsme hledali - společné působení několika g-modů.“
 Vlny g-modu se „zdeformovaly“ při průchodu od jádra Slunce na povrch. Navíc Slunce není pevné těleso, proto povrch rotuje diferencovaně - rychlost rotace závisí na heliografické šířce: na rovníku okolo 25 dnů, na pólech asi 36 dnů. „Vypadá to, že jádro Slunce rotuje 3 až 5krát rychleji než je průměr,“ řekl Garcia řekl. Průměrná rychlost rotace slunečního povrchu je 28 dnů.

Podle současných teorií mělo původní prachoplynné mračno, z něhož se formovalo Slunce a celá Sluneční soustava, vysokou rotační rychlost a zbytek „může existovat v nejhlubších oblastech Slunce,“ řekl Garcia. „Zdá se, že rotace slunečního jádra je pomalejší než teorie očekávaly,“ ještě dodal. Podle Garcii magnetické pole - pozůstatek po formování Sluneční soustavy, mohl přispět ke zpomalení slunečního jádra. Věří, že nová generace přístrojů pomůže odhalit tajemství slunečního jádra.

Zdroj:
http://www.space.com/scienceastronomy/070507_solar_ripples.html