Сонце, як Земля та інші небесні тіла, обертається навколо своєї осі. Але на відміну від приблизно 24-годинної доби нашої планети, обертання Сонця далеко не рівномірне. Тривалість одного повного оберту залежить від де на Сонці ви його вимірюєте, і навіть як ви це вимірюєте. Ранні спостереження Галілео Галілея в 17 столітті вперше показали, що Сонце обертається, але століття подальших досліджень показали, що реальність набагато складніша, ніж просте число.
Перші відкриття: сонячні плями та обертання
Спостереження Галілея за сонячними плямами — темними ділянками на поверхні Сонця, що рухаються по сонячному диску, привели його до висновку, що Сонце обертається приблизно раз на 28 днів. Пізніше, в середині 19 століття, астроном Річард Керрінгтон уточнив цю оцінку приблизно до 27,3 днів, досліджуючи рух сонячних плям поблизу 30 градусів широти.
Однак ці перші вимірювання були ускладнені рухом самої Землі. Оскільки ми спостерігаємо за Сонцем з рухомої платформи, швидкість обертання здається трохи нижчою, ніж насправді. Цей ефект, відомий як синодичний період обертання, додає майже два дні до періоду спостереження. Справжня швидкість обертання – відносно далеких зірок – більша.
Диференціальне обертання: Сонце не обертається як тверде тіло
Ключовим є те, що Сонце не тверде. Це величезна газова куля, різні частини якої обертаються з різною швидкістю. Це явище, яке називають диференціальним обертанням, пояснює, чому немає однозначної відповіді на питання про те, скільки часу потрібно Сонцю, щоб зробити один оберт. Найшвидше Сонце обертається на своєму екваторі, здійснюючи один оберт лише за 24,5 дня. На полюсах це займає більше 34 днів.
Ця варіація помітна не лише на поверхні. Швидкість обертання Сонця також змінюється з глибиною. Зовнішні шари, включаючи конвективну зону, обертаються з різною швидкістю залежно від широти. Але глибше в радіантній зоні Сонце обертається більш рівномірно, здійснюючи один оберт приблизно кожні 26,6 днів, незалежно від широти.
Сучасні методи: за межами видимого світла
Сьогодні вчені використовують передові методи, які виходять за рамки спостереження сонячних плям. Геліосейсмологія вивчає звукові хвилі, що поширюються всередині Сонця, щоб відобразити його внутрішнє обертання, а ефект Доплера вимірює зміни частоти сонячного світла, спричинені обертанням Сонця. Ці методи підтверджують диференціальне обертання та дають більш повну картину, ніж це було можливо кілька століть тому.
Обертання ядра Сонця залишається загадкою. Сучасні методи не можуть забезпечити точні вимірювання, залишаючи цю область для майбутніх досліджень.
Зрештою, обертання Сонця є складним явищем. Стандартний «період обертання Керрінгтона» в 27,3 дня все ще широко використовується для відстеження сонячної активності, але тепер вчені визнають, що справжній період обертання значно змінюється на поверхні Сонця і навіть у його шарах.
