Хоча можна подумати, що всі частини поверхні Сонця обертаються з більш-менш однаковою швидкістю, але це не так. Якби можна було опинитися на екваторі нашої зірки, то повний оберт можна було б зробити за 24 земних дні. Але опинившись ближче до полюсів, знадобиться 34 земних дні для завершення повного обороту. Це називається диференціальне обертання, і воно довгий час спантеличувало вчених. Але автори нового дослідження, опублікованого в журналі Science Advances, представили рішення цієї загадки, пише ScienceAlert.

Обертання Сонця є дивним не лише на його поверхні, а й глибоко в надрах зірки. Як показали спостереження, це явище не обмежується верхніми шарами атмосфери Сонця, а й спостерігається на глибині до 200 тисяч км через всю зону сонячної конвекції. Автори нового дослідження вважають, що диференціальне обертання, найімовірніше, контролюється коливаннями акустичних хвиль у зоні конвекції, які можна виявити на поверхні Сонця як вихрові рухи навколо полюсів.

Відомо, що поверхня Сонця, яку ми бачимо, тобто фотосфера, наповнена мільйонами варіацій акустичних коливань, які виникають з періодичністю приблизно 5 хвилин.

Хоча про ці варіації акустичних коливань було відомо вже давно, але лише 3 роки тому вчені виявили новий тип глобальних акустичних коливань. Вони мають набагато триваліший період — 27 днів. З’явилося припущення, що ці величезні акустичні хвилі, які проходять через усе Сонце, якимось чином пов’язані з диференціальним обертанням нашої зірки. Вчені висунули гіпотезу, що довготривалі режими коливань засновані на диференціальному обертанні.

Автори нового дослідження провели більш ретельний аналіз отриманих даних і виявили, що відносини розвиваються в обидва боки. Тобто диференціальне обертання обмежується гігантськими акустичними хвилями.

Щоб вивчити взаємозв’язок між ними, вчені створили тривимірне чисельне моделювання, в якому досліджували вплив коливань. Учені виявили, що варіації акустичних коливань у вищих широтах, тобто ближче до полюсів, дуже сильно впливають на поведінку Сонця, коли переносять тепло з полярних регіонів в екваторіальні.

У полярних регіонах Сонця вища температура, ніж на екваторі, тому перенесення тепла обмежує різницю температур між двома регіонами Сонця. Це означає, що різниця в температурі не може бути більшою за 7 градусів Цельсія.

Хоча це дуже маленька різниця, але, якщо говорити про Сонце, яке являє собою кулю, що обертається, з гарячої плазми з температурою в тисячі градусів, то саме цей температурний діапазон у кінцевому підсумку контролює диференціальне обертання.