gov-civil-vilareal.pt회전 영역: 태양의 핵은 표면보다 4배 빠르게 회전합니다.
>태양은 전체 우주에서 우리와 가장 가까운 별이므로 우리가 그것에 대해 가장 많이 알고 있다고 생각할 것입니다. 많은 의미에서 우리는 그렇게 합니다. 우리는 고해상도로 표면을 볼 수 있고 다른 별에서는 볼 수 없는 세부 사항을 볼 수 있습니다.
하지만 아직 우리가 모르는 것이 많고, 풀리지 않은 질문도 많습니다. 일부는 충분히 단순해 보입니다. 예: 태양의 핵은 얼마나 빨리 회전합니까?
이제 우리는 안다 : 거의 정확히 일주일에 한 바퀴 도는 것입니다. 이상한 점은 이것이 태양의 표면 자전보다 4배 빠르다는 것입니다! 태양의 내부는 외부보다 빠르게 회전합니다.
그래서 여기에서 약간의 분해가 있지만 꽤 멋집니다. 좋아요, 좋아 : 그것은 뜨겁다. 그러나 소식은 시원합니다.
이 절단 다이어그램은 태양의 내부 층과 압력파(p-파)가 표면 아래에서 태양을 통해 튀는 반면 중력파(g-파)는 내부 깊은 곳에서 표면으로 이동하지 않는 방식을 보여줍니다. . 신용 거래: ESA; (SOHO 이미지 기반 태양의 채층, 출처: SOHO (ESA & NASA))
태양은 단단한 공이 아니라 거대한 가스 구입니다(기술적으로 이것은 원자가 하나 이상의 전자를 잃은 가스인 플라즈마입니다. 이것은 실제로 중요합니다. 잠시 후에 보게 될 것입니다). 전체적으로 태양의 너비는 약 140만 킬로미터입니다. 중심은 온도와 기압이 너무 높아서(섭씨 1500만도, 수백 도 10 억 해수면에서 지구 대기압의 배!) 수소 원자가 서로 부딪치고 복잡한 과정을 거쳐 헬륨으로 융합됩니다. 이것은 많은 에너지를 방출합니다. 많은 — 그리고 그것이 태양이 빛나는 이유입니다. 이 에너지는 태양 내부에서 빠져나와 표면에서 빛으로 방출됩니다.
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수소가 헬륨으로 변환되는 영역을 코어라고 하며 약 1/5입니다.NS태양 지름의 약 280,000km(비교를 위해 지구에서 달까지의 거리보다 약간 작음). 태양이 작동하는 방식에 대한 물리학 덕분에 50만 킬로미터의 맹렬한 플라즈마 아래에 묻혀 있음에도 불구하고 핵융합의 발견은 태양 역학을 이해하는 데 있어 큰 돌파구였습니다.
우리가 밖에서 태양을 바라볼 때, 우리는 그것이 회전하는 것을 봅니다. 표면이 단단하지 않고 항상 변하지만 회전 속도를 측정하는 몇 가지 방법이 있습니다. 예를 들어, 흑점을 관찰하고 랜드마크로 사용할 수 있습니다(글쎄요, 플라즈마 표시). 그렇게 하면 태양이 몇 주에 한 번씩 자전한다는 것을 알게 됩니다. 또한 적도에서 극에 비해 더 높은 속도로 회전합니다. 25일 대 35일. 그 차등 회전은 다시 태양이 단단한 몸체가 아니고 약간 회전하기 때문입니다.
그러나 코어는 얼마나 빨리 회전합니까? 그 숫자는 오랫동안 추구되어 왔으며 미친 듯이 파악하기 어려웠습니다. 그러나 마침내 새로운 방법이 그 해답을 밝혀냈고... 그것은 태양이 진동하고 있기 때문이다.
코어와 표면 사이에는 대류대라고 하는 태양 영역이 있으며, 냄비에서 끓는 물과 유사한 뜨거운 플라즈마가 상승하고 차가운 플라즈마가 가라앉습니다. 이 수천 개의 플라즈마 세포가 태양 내부에서 위아래로 움직이며 주위의 물질을 휘젓습니다. 이것은 음파와 유사한 압력파를 생성합니다. 이것들이 태양의 표면에 도달하면 태양을 진동시키고, 이러한 진동을 측정할 수 있습니다. . 파동의 물리학은 이 파동의 특성을 사용하여 태양 내부의 상태를 측정할 수 있다는 점을 충분히 이해하고 있으므로 직접 보지 않고도 표면 아래 깊숙이 무엇이 진행되고 있는지 파악할 수 있습니다. 이것을 과학이라고 한다. 태양지진학 .
여기서 문제는 이러한 압력파(또한 p파 )은 태양 깊숙한 곳의 조밀한 지역을 매우 빠르게 이동하므로 코어의 상대적으로 느린 회전에 민감하지 않습니다. 그들은 사용할 수 없습니다 곧장 코어가 얼마나 빨리 회전하는지 측정합니다.
아, 하지만 중력파라고 하는 또 다른 유형의 파동이 있습니다(또는 g-파, 중력파와 혼동하지 말 것). 이는 매우 다릅니다. 이것은 욕조 안에서 움직일 때 받는 것과 같은 종류의 파도입니다. 물은 위로 밀려 올라가고 중력은 다시 아래로 끌어당깁니다. 물은 떨어질 때 속도를 높이고 약간 오버슈트하여 아래로 내려가 마루 사이에 물마루를 만듭니다. 그 볏이 아래로 당겨지는 식으로 G파가 생성됩니다.
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태양의 경우 이러한 파동이 코어에서 생성되지만 표면으로 나오지 않으므로 직접 측정할 수 없습니다. 아르그!
표면이 위아래로 움직이는 방법에 대한 이 물리적 모델에서 볼 수 있듯이 p파가 태양을 통과할 때 표면이 진동합니다. 신용 거래: NSO/공
하지만 기다려! 여기에 해결책이 있습니다. p파가 코어를 통과할 때 g파의 영향으로 움직이는 물질이 코어와 상호작용하여 p파가 코어를 통과하는 방식을 변경한다는 것이 밝혀졌습니다. 그 효과는 믿을 수 없을 정도로 미묘하지만 주의 깊게 측정하면 볼 수 있습니다.
그리고 마침내 되었다 , 유서 깊은 태양 및 태양권 천문대( 소호 ), 태양 관측에 전념하는 우주 기반 관측소. 저주파에서의 글로벌 진동(Global Oscillations at Low Frequency)(또는 골프 ), 태양 p파를 보도록 설계되었습니다. 천문학자들은 엄청난 16.5년(1995년 SOHO 발사)에 걸쳐 측정을 함으로써 g파가 미치는 미묘한 영향을 확인할 수 있었습니다. 태양 핵이 표면보다 훨씬 빠르게 회전한다는 것을 나타내는 것은 이러한 측정값입니다.
이것은 수년 동안 의심되어 왔으며 확인된 것을 보니 반갑습니다. 그리고 나는 이것을 듣자 마자 정신적으로 이마를 때렸다는 것을 인정해야합니다. 코어가 더 빨리 회전한다는 것을 알았어야 했습니다!
왜요? 물리학 이론에서 우리는 별이 태어날 때 빠르게 회전한다고 생각합니다. 우리는 젊은 별을 관찰함으로써 이것에 대한 많은 확인을 봅니다. 그러나 태양의 표면은 한 달에 한 번 정도만 자전합니다. 이것은 자기장 때문일 가능성이 가장 큽니다. 태양 내부에서 생성되는 강력한 자기입니다. 자기가 생성되는 위치를 정확히 이해하지 못함 , 그러나 그것은 확실히 코어 위, 대류 구역 안 또는 바로 위입니다. 물리학의 잘 알려진 속성은 움직이는 하전 입자가 자기장을 생성하고, 따라서 태양의 대류 영역에서 위아래로 움직이는 플라즈마가 바로 그 역할을 한다는 것입니다.
태양 표면 위의 자기장은 거대한 그물처럼 작용하여 태양에서 방출되는 아원자 입자를 휩쓸고 물고기를 잡는 그물처럼 속도를 높입니다. 그럴 때 입자는 자기장에서 약간 뒤로 밀려납니다. 자기가 태양의 물질에 고정되어 있기 때문에 이것이 작용합니다. 수십억 년에 걸쳐 태양의 자전을 늦추기 위해 .
그러나 자기장은 코어에 고정되어 있지 않습니다. NS 밖의 레이어는 느려지지만 코어는 여전히 더 빠르게 회전할 수 있습니다. 물론 마찰로 인해 속도가 느려지지만 45억 년이 지난 후에도 여전히 태양 표면보다 더 빠르게 회전할 것입니다. 지름이 거의 300,000km에 달하는 플라즈마 공은 상당한 운동량을 가지고 있습니다. 나는 태양을 특별히 연구하지는 않지만 이 모든 것을 알고 있었고 내가 직접 조립할 수 있어야 했습니다. 그것은 나에게 일어나지 않았지만 지금은 분명해 보입니다. 아, 글쎄.
물병자리 수정
암튼 이건 꽤 멋집니다. 우리는 태양의 핵을 연구할 방법이 많지 않지만 이제 매우 유망해 보이는 새로운 방법이 생겼습니다. 회전은 이 방법을 사용하여 배울 수 있는 코어의 많은 속성 중 하나일 뿐입니다. 그것은 우리가 태양의 수백 톤의 플라즈마를 지나서 아래 깊이에 대한 정보를 얻을 수 있게 해주는 창과 같습니다.
우리는 수세기 동안 태양을 연구해 왔지만 아직 배울 것이 너무 많습니다! 그것을 연구하는 데 사용할 새로운 도구를 갖게 된 것을 매우 환영합니다.
