Pārkāpj fizikas likumus. Uz Saules atklāti noslēpumaini viļņi

Jebkura rotējoša ķermeņa šķidrā vai gāzveida fāzē rodas inerces viļņi. 1939. gadā zviedru izcelsmes ASV meteorologs Karls Gustavs Arvīds Rosbijs tos atklāja Zemes atmosfērā. Tādi viļņi ir arī okeānā.

Rosbija viļņi rodas dažādos platuma grādos atšķirīgā Koriolisa – Zemes rotācijas radītās inerces – spēka dēļ. Rezultātā atmosfērā veidojas planetāra mēroga plūsmas, kas ietekmē arī laika apstākļus un klimatu. Tie pārnes silto gaisu no tropiem uz poliem, bet auksto – atpakaļ, nosaka ciklonu un anticiklonu virknes. Okeānā šīs straumes pārvietojas gar robežu starp ūdens silto augšējo slāni un auksto – apakšējo.

Apmēram pirms 40 gadiem zinātnieki nonāca pie slēdziena, ka Rosbija viļņiem jābūt arī uz Saules, kas, tāpat kā Zeme, griržas ap savu asi. Saules plazma izturas kā šķidrums un gāze, tikai tai vēl ir arī magnētiskais lauks.

2018. gadā vācu speciālisti no Planka vārdā nosauktā Saules sistēmas pētījumu institūta fiksēja zvaigznes ekvatorā viļņu virpuļus, kas izplatījās tās rotācijai pretējā virzienā. Kustības indikatoru lomā tika izmantotas granulas – apmēram 1,5 tūkstošus kilometru lielas konvektīvas šūniņas, ar ko klāta visa Saules redzamā virsma – fotosfēra.

Zinātnieki izanalizēja NASA Saules dinamikas komiskās observatorijas SDO (Solar Dynamics Observatory) helioseismiskā un magnētiskā detektora HMI datus sešu gadu laikā un atzīmēja fotosfēras granulu pārvietošanos. Tā izdevās fiksēt lielākās virpuļu plūsmas. Izrādījās, ka tos kontrolē Rosbija viļņi. Uz Saules tiem raksturīgs gigantisks, ar zvaigznes rādiusu salīdzināms izmērs, maza amplitūda un vairākus mēnešus ilgs svārstību periods. Nav nekāds brīnums, ka agrāk tie nebija pamanīti.

Nesen Ņujorkas universitātes Kosmisko zinātņu centra (NYUAD, Abū Dabī) pētnieki rūpīgi pārbaudīja HMI datus par desmit gadiem, - tie apkopoti kopš SDO darbības sākuma 2010. gadā. Viņi tos papildināja ar rezultātiem, ko guvusi grupa Global Oscillation Network Group – vispasaules tīkls ar sešiem identiskiem teleskopiem, kas nepārtraukti novēro Sauli.

Galu galā viņi fiksēja vēl viena veida svārstības, ko nosauca par augstfrekvences retrogradajiem viļņiem (HFR). Viņi izskatās kā mainīgs viesuļu raksts (gluži kā cikloni un anticikloni uz Zemes), izvietoti antisimetriski – šaha lauciņu kārtībā, abās pusēs no Saules ekvatora.

HFR fiziskā daba vēl nav noskaidrota. Tāpat kā Rosbija viļņi, tie kustas pretēji zvaigznes rotācijas virzienam, tikai trīskārt ātrāk. Domājams, to formēšanā piedalās vēl kaut kādi spēki, piemēram, magnētiskie lauki, gravitācijas cilņi vai plazmas konvekcijas plūsmas. Iespējams, vienlaikus iedarbojas divi vai trīs papildu faktori.

Iepriekš britu zinātnieki noskaidroja, ka akustiskie viļņi, kas paceļas no Saules dzīlēm, un magnētiskie viļņi kronī – Saules atmosfēras ārējā slānī – interferē, noteiktās frekvencēs nonākot rezonansē.

Iespējams, uzskata zinātnieki, Saules dzīlēs ir vēl kaut kādi mums nezināmi spēki. Lai nu kā, nav izdevies izstrādāt modeli, kas apmierinoši izskaidrotu HFR tikai uz magnētisma, gravitācijas un konvekcijas pamata.

Lai izprastu zvaigžņu un planētu iekšējo struktūru, ģeofiziķi analizē viļņu svārstības uz to virsmas. Līdzīgi ar seismoloģiju – ģeofizikas nozari, kas pēta Zemes dzīles pēc seismiskajiem viļņiem, atstarotajiem no dzīļu robežām, 80. gados parādījās helioseismoloģija – zinātne, kas veltīta akustisko un gravitācijas viļņu izplatīšanās īpatnībām Saules iekšienē.

Helioseismiskie novērojumi deva iespēju fiksēt Saules kodolu, starojuma pārbīdi un tuvāk virsmai izvietoto konvektīvo zonu, kur Saules viela kustas: plazma ar augstāku temperatūru no iekšējām zonām paceļas augšup un atdzisusi nogrimst atpakaļ.

Sasniegumi ir vērā ņemami, tomēr jautājumu vēl ir daudz. Piemēram, vēl aizvien nav izskaidrota Saules diferenciālā rotācija. Dažādos platuma grādos punkti uz tās virsmas rotē atšķirīgi. Daži faktori liecina, ka arī iekšpusē notiek tāpat.

Pētnieki cer, ka jaunā tipa viļņu atklāšana paplašinās zināšanas par procesiem zvaigznes iekšienē, palīdzēs izstrādāt precizētu modeli. Tas nepieciešams, lai izprastu Saules ietekmi uz Zemi un citām Saules sistēmas planētām.