Солнце, как и Земля и другие небесные тела, вращается вокруг своей оси. Но в отличие от примерно 24-часового дня на нашей планете, вращение Солнца далеко не однородно. Продолжительность одного полного оборота зависит от того, где на Солнце вы это измеряете, и даже как вы это делаете. Первые наблюдения Галилео Галилея в XVII веке впервые показали, что Солнце вращается, но столетия дальнейших исследований показали, что реальность гораздо сложнее, чем простое число.
Первые открытия: солнечные пятна и вращение
Наблюдения Галилея за солнечными пятнами — тёмными областями на поверхности Солнца — перемещающимися по солнечному диску, привели его к выводу, что Солнце вращается примерно раз в 28 дней. Позже, в середине XIX века, астроном Ричард Каррингтон уточнил эту оценку примерно до 27,3 дня, изучая движение солнечных пятен вблизи 30 градусов широты.
Однако эти ранние измерения были осложнены движением самой Земли. Поскольку мы наблюдаем Солнце с движущейся платформы, скорость вращения кажется немного медленнее, чем она есть на самом деле. Этот эффект, известный как синодический период вращения, добавляет почти два дня к наблюдаемому периоду. Истинная скорость вращения — относительно далёких звёзд — быстрее.
Дифференциальное вращение: Солнце не вращается как цельное тело
Ключ в том, что Солнце не является твёрдым. Это массивный шар газа, и разные его части вращаются с разной скоростью. Это явление, называемое дифференциальным вращением, объясняет, почему нет единого ответа на вопрос о том, как долго Солнце совершает один оборот. Солнце вращается быстрее всего на своём экваторе, совершая один оборот всего за 24,5 дня. На полюсах ему требуется более 34 дней.
Эта вариация проявляется не только на поверхности. Скорость вращения Солнца также меняется с глубиной. Внешние слои, включая конвективную зону, вращаются с разной скоростью в зависимости от широты. Но глубже, в лучистой зоне, Солнце вращается более равномерно, совершая один оборот примерно за 26,6 дня, независимо от широты.
Современные методы: за пределами видимого света
Сегодня учёные используют передовые методы, выходящие за рамки наблюдения солнечных пятен. Гелиосейсмология изучает звуковые волны, распространяющиеся внутри Солнца, чтобы составить карту его внутреннего вращения, а эффект Доплера измеряет изменения частоты солнечного света, вызванные вращением Солнца. Эти методы подтверждают дифференциальное вращение и предоставляют более полную картину, чем было возможно столетия назад.
Вращение ядра Солнца остаётся загадкой. Современные методы не могут обеспечить точные измерения, оставляя это область для будущих исследований.
В конечном счёте, вращение Солнца — сложное явление. Стандартный «каррингтоновский период вращения» в 27,3 дня по-прежнему широко используется для отслеживания солнечной активности, но учёные теперь признают, что истинный период вращения значительно варьируется по поверхности Солнца и даже внутри его слоёв.
