Гранулиране на Слънцето Ярки петна - растящите потоци газ в слънчевата фотосфера, тъмно "празнина" между тях - надолу. Снимка: DDBJORN ENGVOLD ЕТ. AL. Кралска шведска академия на науките

Астрофизика постигна впечатляващ успех в обяснение на живота и смъртта на звезди. Въпреки това, постоянен преглед и усъвършенстване на теорията за еволюцията на звездите. Най-перспективната изследователско пространство в тази област - astroseismology. Тя изследва вътрешната структура на звездите разклаща газ на повърхността на гигантските плазмените топки, понякога доста силно, но по-тънък.

Теорията за еволюцията на звездите може да се счита най-високата точка на съвременната астрофизика. Въз основа на допускането на термоядрена енергия на звездите, тя уверено описва деликатните нюанси на техните съдби. И все пак се съмнявам червея изостря някои изследователи. В края на краищата, ние виждаме само тънък повърхностен слой на звездата, и никой никога директно наблюдава както в сърцето на звезда, водород се превръща в хелий.

Шанс да гледам в недрата на звездата даде появява през 1960, неутрино астрономия. Поради силната проникваща способност роден в термоядрени реакции неутрино свободно напусне слънчевата ядрото, носещ информация за процесите, които протичат там. Това отваря пътя за потвърждаване на хипотезата за синтез чрез преки наблюдения. Въпреки това, открити неутрино поток е няколко пъти по-ниско от очакваното от "стандартен" модел на Слънцето От решението на "слънчева неутрино проблем" Необходимо е повече от 30 години. Едва в началото на XXI век е било експериментално доказва, че по пътя към Земята неутрино постоянно прескачат между трите страни, както и първите записани неутрино телескопи само един от тях. Проблемът е решен успешно, но се оказа, че вместо да се изясни понятия за звездните енергийни източници, неутрино телескопи определени свойства на самите неутрино.

Всичко това само увеличава желанието на астрономите да проникне в тайната на звездните интериори. Още повече, че има в допълнение към реакциите на синтез и други интересни процеси като въртене и конвективен смесване на големи маси от значение. Това дълбоко вкоренена движение е тясно свързан с образуване на магнитното поле, че Слънцето е основният източник на повърхностна активност: ракети, известни личности, коронални масови изхвърляния, които пряко засягат нашите земни интереси. Но как да вляза в гореща огнено кълбо и да разберете какво се случва, дори и ако не е в ядрото, но най-малко на сравнително малка дълбочина?

дишане Цефеиди

На пръв поглед тази задача изглежда непреодолима. В същото време, изследователски методи недостъпни червата учените използват повече от един век. Въпреки това, тези изследователи не са астрономи и геолози. Те гледат на сеизмичните вълни - вибрации, които се разпространяват в тялото на планетата след природни или предизвикани от човека шейкове. Скоростта на вълната зависи от параметрите на околната среда. Систематично ги спазва, може да се изгради карта на разпределението на различните видове в недрата на земята, които, въпреки относителната близост, като недостъпни за директен преглед, както и слънчевата интериора. Но след като твърдата почва буквално се движи под краката ни, а не дали се случва нещо подобно с плазмените топки - звезди?

През 1894 г. на руския астроном Аристарх учи Belopol'skii известната звезда Delta Cephei, този, на който той нарича клас променливи звезди - Цефеиди. Установено е, че промените в синхронизация с леки промени и позицията на линиите в спектъра на звездата. Тази промяна е естествено да се обяснят доплеров ефект: източника на радиация се обърне към нас, черти на своя "изнесат" спектър в синята страна, и когато отстранен - ​​на червено. Belopol'skii предполага, че един Cepheid - бинарни звезди, чиято яркост променливост е свързано с периодични взаимни затъмнения и променлива скорост на по линията на зрението - орбита около звезда двойки. Въпреки това, физик Николай Minds, която е Belopolsky противник на защита на дисертацията си, в същото време показват, че в действителност не се движи всички звезди, но само външните си слоеве.

Колебанията на слънце. Черен линии - акустични вълни на компресия и разширяване на газ (р-видове). Промяна на параметрите на материала с дълбочина ги кара да се многократно се върне на повърхността, отразена от тях. Сивите линии - гравитационни трептения, вълни вдигане и спускане на газ в своя гравитационното поле (G-видове). На пръв поглед, те почти не се появяват

Познай Umov блестящо потвърдено чрез научни изследвания английски астрофизик Артър Едингтън, а през 1958 г. съветската физик Сергей Zhevakin построена теорията на Цефеиди пулсация. Те са наистина "диша": разширяват и свиват в проценти, достигащи десетки километра в секунда. Така че делта Cep може да се счита за първия обект учи методи asteroseismology. Първият, но не и най-интересното. Факт е, че пулсации tsefeidnogo тип покритие само една малка част от масата на звездата и за подробно проучване на нейното нищо добро. И се случват само в звездите с най-подходящите параметри (температура, плътност, химичен състав), в която и да е от случайни сътресения развиват стабилно самостоятелно трептене. Но какво ще се по същия случаен смущение в звездата с "неподходящи" параметри, които не са в състояние да пулсация tsefeidnogo пишете?

Според такава звезда на местоположението на смущаването ще се проведе във всички посоки, вълна, част от които ще отидат дълбоко в звездата, част ще отиде навън, тя се отразява от повърхността на звездата и се втурне обратно вътре, крос звезда през и чрез, отразено, смесен с вълните на други нарушения. И има много смущения от конвективни потоци от факли на повърхността. В резултат на това всички звезди жужене, шейкове и се превръща в желана цел за сеизмично проучване!

слънчеви вълни мода

За поклащане на спектралните линии на слънцето през 1913 г. той привлича вниманието на канадския астроном Джон Plaskett. Но истинската история сеизмични дневни светлини започнаха през 1962 г., когато стана ясно, че линията не е само троскот, и изпитва колебания с период от около пет минути и амплитуда, отговарящ на разпространение на скорости на няколко стотин метра в секунда. Това означава, че на повърхността на Слънцето е постоянно ходене вълните на десетки километри високи. За известно време те не придават голямо значение, като се има предвид местно явление, придружаващ изхода към повърхността на потока на конвективни. Но от началото на 1970 г., имаше подробни модели на вътрешната структура на Слънцето, което дава възможност да се види (или чуваш ли?) В тези трептения отразява световната вибрацията на слънчевата материал. По-точно, пет минути трептения се появяват в резултат на прибавяне на отделните вълни или режими на вибрации в които общият брой на пулсации слънчев спектър е около 10 милиона. Това акустични трептения, т.е. обикновените звукови вълни, които представляват носителя на печата газ. Амплитудите на отделните видове са изключително малки, но добавянето, те по същество да подсилват взаимно.

Акустичните пулсациите са разделени в радиална, в който обемът варира Sun и nonradial генериране на вълни на повърхността си. Радиални пулсации Цефеидите са свързани с колебания. Те са причинени от вълните, които отиват право надолу, преминава през центъра на слънцето, достигнат от другата страна, се отразяват от него отново, да преминава през центъра и така нататък. Тънкост, обаче, че Cepheid (и дори тогава не всички) се колебаят така наречения основен режим, т.е., подуват и договор като цяло, и "тихи" звезди като Слънцето в същите пулсациите са разделени радиално в множество слоеве, който компресия и разширяване се редуват: възникнат оттенък трептения.

Harder е случаят с не-радиални пулсации - там вече се говори за движението на отделни "точки" на повърхността на слънцето. Те са свързани с вълни, които не се понижили вертикално, но под ъгъл. Поради факта, че във вътрешността на скоростта на звука варира, такива вълни, достигащи определена дълбочина, се развиват и да се върнат към повърхността на звезди в близост до началната точка. Там, вълната се отразява обратно и описва вътрешността на Слънцето следващата дъгата. Колкото по-силна първоначалната вълна се отклонява от вертикалата, на плитка дълбочина на потапяне му, често се връща към повърхността и по-малък той предизвиква "вълнички" на повърхността на слънцето.

Постоянно гледам вълните, които могат да изградят различни акустични трептения на Слънцето и го сравняват с предвижданията на различни теоретични модели на вътрешната структура на нашата звезда. И плитка модни "ресане на" повърхностните слоеве, както и радиални и близки до тях вибрации носят информация не само за условията в ядрото на Слънцето, но също така и за събитията на противоположната страна. Поради това е възможно да се определи активните зони, преди те да се измъкнем от ръба на слънчевата крайник, както и последващи действия с тях, след като те са били далеч от погледа.

Модел един от милионите не-радиални режими вибрации върху повърхността на Слънцето. Увеличена изместване на повече от 1000 пъти (вдясно, снимка: MSFC / NASA)
Резонансни акустични трептения във вътрешността на Слънцето. Различните цветове показват областите на газ, офсет в противоположни посоки (ляво, снимка: Европейска южна обсерватория)

слънчева вихър анатомия

Например, беше установено, че най-бързият предене материал на дълбочина от няколко десетки хиляди километра на екватора. В зоната на конвекция, където се приема енергията се нагоре поради разбъркване газ, въртене е сложен: ъгловата скорост на екватора намалява с дълбочина, но се увеличава до полюсите. сърцевина нд върти като твърдо тяло, т.е. ъгловата скорост на разстоянието до центъра е независима. Разстоянието 500 хиляди километри от центъра е тънкослойна - tachocline изпълнение лубрикант между сърцевината и долната граница на зоната на конвекция. Предполага се, че той е отговорен за магнитна активност на Слънцето.

От въртенето на материя в центъра на Слънцето, в радиус от по-малко от 200 000 км, а наистина няма какво да каже. Акустични режима е малко да се каже, и тъй като големи надежди за друг вид вибрации - така наречените режими гравитация. Те са движещата сила не играе натиск върху акустичните режими, както и увеличаване или намаляване на ядрения материал в гравитационното поле на звездата. За разлика от акустичните режими, като се фокусира главно върху повърхността, режими на гравитация "игра", в центъра. Това, че те са криптирани тайни на слънчева ядрото. За съжаление, се доближава до повърхността, те бързо избледняват. В момента има само една забележка, в която като че ли в състояние да определи, и това означава, че вътрешното ядро ​​на Слънцето се върти почти пет пъти по-бързо от външното ядро. Но тези резултати все още се нуждаят от по-нататъшно изпитване.

Моделът на магнитните полета в зоната на конвективни, определяне на активността на слънцето. Областите на синьо поле е насочено към изток, червено - запад (ляво снимката: HAO / UCAR) и конвекция повърхност модел на слънцето в областта на дълбочина 20 и ширина 48 megameters. Червени линии - изтеглящите нагоре сили, синьо - низходящ (вдясно, снимка: Крис Хенце / NASA)

Благодаря ekzoplanetchikam

Слънцето, въпреки неговото значение за нас - само една звезда, една точка на графиката. За цялостната проверка на теорията за еволюцията на звездите не е достатъчно. Въпреки това, изследването на трептения на други звезди - една много трудна задача. На Слънцето максималната амплитуда на колебанията на скоростта в един режим на 15-20 см / сек. Мярка такива малки размествания на линиите, все още можете да само в спектрите на близките (и по този начин ярки) звездите, а след това с помощта на най-добрите спектрографи. Въпреки това, понякога можете да направите, без да спектри. Пулсации на звездата не е придружен само от "танцуващите" спектралните линии, но леки вариации блестят. Водеща роля в честотата на играта astroseismology пулсация, а понякога и не толкова важно, това, което се наблюдава параметри на звездите те са определени. Така че, вместо да консумират спектроскопия в някои случаи тя може да бъде по-рентабилно фотометрия, което е, вместо да измерва отделните линии в спектъра само контролира общата яркост на звездите. Въпреки това, и това не е лесна задача, тъй като леки вибрации са много малки - 0.1% или по-малко, и затова се нуждаят от много чувствителни детектори на радиация.

За нормални, подобна на Слънцето звезди, използващи astroseismology не успее, докато само измерване на основните параметри - маса, радиус, възраст. Но в действителност, и то много, ние говорим за характеристиките на сингъл, който не е двойна звездна система, с която първият по никакъв начин не могат да бъдат отстранени "критерий".

Astroseysmicheskie наблюдения не са ограничени до слънцето звезда. Много интересни обещава да бъде изучаването на звездните пулсации в бившите ядра - централните звездите на планетарни мъглявини и бели джуджета. В недрата на тези обекти може да бъде не само стабилно, но дори и в кристално състояние. Тук astroseismology предлага възможности да се тества не само на теорията за еволюцията на звездите, но също и най-често срещаните области на физиката, които описват свойствата на материята при екстремни условия.

Случай на липсващите елементи

Въпреки тези проблеми, както и в някои отношения, и заради тях, astroseismology е във възход. На практика нито един от по-голямата астрономическа конференция е пълна без раздел astroseismology. В Asteroseismology има научно списание (Communications в Asteroseismology), техните космически телескопи, тяхната мрежа за наблюдение на земята. В astroseismology особено ясно става истински глобален характер на съвременната астрономия. За надеждно определяне на звездните честоти осцилации, необходими за часове и дори дни-дълги сесии на наблюдение, което е невъзможно без координирано използване на телескопа, разпръснати по целия свят. Сега тези наблюдения се извършват с помощта на консорциум Vsezemnogo телескопа (Whole Earth телескоп), съчетаващ телескопи "публични" две дузини обсерватории. В Русия в работата на телескопи на обсерваторията ще вземат участие в най-високата Terskol (Кавказ). В хода на внимателно планирана кампания, когато е възможно да се наблюдава един и същ обект, който след това се "зашити" в редица наблюдение. В процес на разработка са насочени към създаване на мрежа от специализирани телескопи на песента, която ще се състои от осем инструменти, четири във всяка полукълбо. Такава мрежа за наблюдения на Слънцето (ГОНГ) вече е създадена и активна.

Изключително обещаващ Антарктика, където най-добрите условия в света за дълги астрономически наблюдения. За него отдавна се насочили не само Asteroseismology, но също така и представители на други клонове на астрономията. В Европа има проект за създаване на 40 см astroseysmografa SIAMOIS на Конкордия гара френско-италиански.

Така че перспективите за слънчева и astroseismology най-оптимистични. Първо, вдъхновен от практическите нужди, свързани с интереса на характера на слънчевата активност, а вторият - ". Толкова просто нещо като звезда" желанието да се изпълни мечтата на един от основателите на теорията за еволюцията на звездите, Артър Едингтън, и най-накрая да разбере,