Sun - a csillag remegő

Granulátumot a Nap Fényes foltok - emelkedő gáz áramlik a napenergia fotoszféra sötét „szakadék” őket - lefelé. Fotó: DDBJORN ENGVOLD ET. AL. Svéd Királyi Tudományos Akadémia

Astrophysics ért el figyelemre méltó sikereket megmagyarázza az élet és a halál a csillagok. Azonban a folyamatos felügyelet és finomítását az elmélet csillagok fejlődésének. A legígéretesebb kutatási terület ezen a területen - astroseismology. Azt vizsgálja a belső szerkezete a csillagok rázza gáz felületén az óriás plazma golyó, néha elég erős, de finomabb.

Az elmélet a csillagok fejlődésének lehet tekinteni a csúcsa a modern asztrofizika. Azon a feltételezésen alapul termonukleáris energia forrása csillagok, ő magabiztosan leírja a finom árnyalatok sorsukat. Még mindig kétséges a féreg élesíti egyes kutatók. Elvégre, ha csak egy vékony felületi rétege a csillag, és senki nem közvetlenül megfigyelhető, mind a szívében egy csillag, hidrogén héliummá alakul.

Egy esélyt, hogy vizsgálja meg a gyomrában a csillag adta alakult ki a 1960-as, neutrínó csillagászat. Mivel az erős áthatoló képessége született termonukleáris reakciók neutrínók szabadon hagyja a napenergia mag, információt hordozó zajló folyamatokat is. Ez megnyitja az utat a visszaigazolást a hipotézist fúziós közvetlen megfigyelések. Azonban, a detektált neutrínó fluxus többszöröse volt alacsonyabb, mint várható a „standard” modell a Nap A megoldás a „napneutrínó-probléma” azt több mint 30 éve. Csak az elején a XXI század kísérletileg bizonyította, hogy az utat a Föld neutrínók folyamatosan ugrik a három állam, és az első feljegyzett neutrínó teleszkóp csak az egyiket. A probléma sikeresen megoldódott, de kiderült, hogy ahelyett, hogy tisztázza a fogalmakat a csillagok energiaforrások neutrínó teleszkóp meghatározott tulajdonságokkal neutrínók magukat.

Mindez csak növelte a vágy, a csillagászok, hogy behatoljon a rejtélyt a csillagok belső. Annál is inkább, mert vannak amellett, hogy a fúziós reakciók és más érdekes folyamatokat, mint a forgatás és a konvektív keveredés hatalmas tömegek számít. Ezek mély mozgás szoros kapcsolatban van a termelés a mágneses mező, hogy a Nap a fő forrása a felületi aktivitás: fáklyák, prominences, Koronakidobódás közvetlenül érintő földi érdekeit. De hogyan lehet bejutni a forró tűzgolyó, és megtudja, mi folyik, még ha nem a sejtmagban, de legalább viszonylag kis mélységben?

légzési cefeidák

Első pillantásra úgy tűnik, ezt a feladatot leküzdhetetlen. Eközben a kutatási módszerek megközelíthetetlen belek tudósok használják több mint egy évszázada. Azonban ezek a kutatók nem csillagászok és geológusok. Ők figyelik a szeizmikus hullámok - rezgéseket terjedését a szervezetben a bolygó után természetes vagy ember alkotta rázza. A hullám terjedési sebessége függ a környezeti paramétereket. Szisztematikusan megfigyeljük őket, meg lehet építeni egy térképet a forgalmazás különböző fajok a föld gyomrában, amely annak ellenére, viszonylagos közelsége, a megközelíthetetlen közvetlen vizsgálatát, valamint a Nap belsejében. De ha egyszer a szilárd föld szó szerint mozog a lábunk alatt, nem az, hogy valami hasonló történik a plazma golyó - csillagok?

1894-ben az orosz csillagász Arisztarkhoszt vizsgálták Belopol'skii híres csillag-delta Cephei, az egyik amit az úgynevezett egy osztály változó csillagok - Cefeidák. Azt találtuk, hogy a változások szinkronban a fény változik, és a helyzet a sorokat a spektrum a csillag. Ez az eltolódás természetes volt, hogy ismertesse a Doppler-effektus: a sugárforrás közeledik felénk, a sort a „kiköltözik” spektrumnak a kék oldalon, és mikor eltávolították - a piros. Belopol'skii azt javasolta, hogy a Cepheid - egy bináris csillagok, melynek fényereje variabilitás kapcsolódó időszakos kölcsönös fogyatkozás, és a változtatható sebességű mentén rálátás - keringő csillag pár. Azonban fizikus Nikolai Minds, ami Belopolsky ellenfél védelmét disszertációját, ugyanakkor azt javasolta, hogy a valóságban nem mozog az összes csillag, de csak a külső rétegeket.

Ingadozások a napot. Fekete vonalak - akusztikus hullámok kompressziós és expanziós gáz (p-üzemmód). Paramétereinek megváltoztatása az anyag mélysége okozza őket, hogy többször is visszatér a felszínre, tükröződik abból. Szürke vonalak - gravitációs rezgések, hullámok felemelve és gáz saját gravitációs mező (g-üzemmód). A felszínen, hogy szinte nem jelenik meg

Találd Umov ragyogóan megerősítette a kutatás angol asztrofizikus Arthur Eddington, és 1958-ban a szovjet fizikus, Szergej Zhevakin épített elmélet Cefeidák feszültségingadozás. Ők igazán „lélegezni”: bővíteni és szerződés arányok elérése több tíz kilométer másodpercenként. Tehát delta Cep lehet tekinteni az első objektumot vizsgált módszerek asztroszeizmológia. Az első, de nem az a legérdekesebb. A tény az, hogy a bordás tsefeidnogo típus csak egy kis része a tömeg a csillag és a részletes tanulmány a nem jó. És felmerülő csak a csillagok a megfelelő paramétereket (hőmérséklet, sűrűség, kémiai összetétel), amelyben bármely véletlenszerű zavarások dolgozzon stabil önálló oszcilláció. De mi lesz ugyanazt a véletlen perturbáció a csillag „alkalmatlanok” paraméter nem képes lüktetés tsefeidnogo írja?

Szerint egy ilyen csillag a helyét a perturbáció fog futni minden irányban, hullám, amelynek egy része megy mélyen a csillag része megy a külső, ez tükröződik a csillag felszínéről és rohanás vissza a házba, kereszt csillag keresztül-kasul, tükröződik, keverve a hullámok más zavarokat. És sokan vannak zavarok konvektív áramlások származó fáklyák a felületen. Ennek eredményeként, az összes csillag zümmögő, turmixok, és lesz egy kívánatos célpont szeizmikus felmérés!

Divat napenergia hullámai

Egy rázza a spektrális vonalak a Nap 1913-ban felhívta a figyelmet a kanadai csillagász John Plaskett. De az igazi történet szeizmikus nappali fények kezdődött 1962-ben, amikor kiderült, hogy a vonal nem csak egy rándulás, és a tapasztalás ingadozások, körülbelül öt perc és egy amplitúdója megfelel a terjedését sebességek több száz méter másodpercenként. Azaz, a Nap felszíne folyamatosan séta a hullámok a több tíz kilométer magas. Egy ideig nem tulajdonítanak nagy jelentőséget, figyelembe véve a helyi jelenség kísérő exit a felszínre a konvektív áramlás. De a korai 1970-es évek részletes modelleket a belső szerkezete a nap, amely lehetővé tette, hogy (vagy hallani?) Az ezen rezgések visszhangozza a globális rezgés napenergia anyag. Pontosabban ötperces oszcilláció megjelent eredményeként túlmenően az egyes hullámok, vagy rezgés módok, amelyek az összes pulzálás napspektrum mintegy 10 millió. Ez az akusztikus rezgések, azaz közönséges hanghullámok képviselő tömítést gáz közegben. Amplitúdója az egyes üzemmódok rendkívül kicsi, de összeadjuk, akkor lényegében kölcsönösen erősítik egymást.

Az akusztikus pulzálás vannak osztva sugárirányban, amelyben a mennyiség változik a Sun és a sugarastól generáló hullámok a felületén. Radial pulzálás Cefeidák kapcsolatos ingadozások. Ezek miatt a hullámok, hogy egyenesen lefelé, át a központ a nap, eléri a másik oldalon, a visszavert újra átmennek a központja, és így tovább. Soványság azonban, hogy a Cepheid (és még akkor nem az összes) ingadoznak úgynevezett alapmódusban, azaz megduzzadnak, és szerződés egészére, és a „csendes” a csillagok, mint a Nap ugyanazon a pulzálás vannak osztva sugárirányban több rétegből, amely kompressziós és expanziós váltakoznak: felhangját oszcilláció áll elő.

Harder a helyzet a nem-sugaras pulzálás - ott már beszél a mozgás az egyes „foltok” a felszínen a nap. Ezek a kapcsolódó hullámok, amelyek nem mentek le függőlegesen, hanem ferdén. Tekintettel arra, hogy a belső a hangsebesség változik, ezek a hullámok elér egy bizonyos mélységet, kibontakozni, és visszatér a felszínre a csillagok a kiindulási ponton. Ott, a hullám visszaverődik, és leírja a belső a nap a következő ív. Minél erősebb a kezdeti hullám eltért a függőleges, a sekélyebb mélységben a merítés, gyakran tér vissza a felszínre, és ez okozza a kisebb „hullámzik” a felszínen a nap.

Folyamatosan figyeli a hullámok, hogy lehet építeni a különböző akusztikai rezgések a Sun és hasonlítsa össze az előrejelzések a különböző elméleti modellek a belső szerkezete a csillag. És sekély divat „hullámzást” felületi rétegek és a sugárirányú és a hozzájuk közel rezgéseket hordozzák információkat nem csak a feltételeket a Nap magja, hanem az eseményekről az ellenkező oldalon. Ennek köszönhetően lehetőség van arra, hogy rögzítse az aktív területek mielőtt kikerülnek a szélén a napenergia végtag, valamint nyomon követi, ezek után ők voltak a szeme elől.

Modellezni az egyik millió a nem radiális remegést a Nap felszínén. Túlzott elmozdulás több mint 1000-szer (jobb, fotó: MSFC / NASA)
Rezonáns akusztikus rezgések belül a napot. A különböző színek mutatják a területeket a gáz, ofszet ellentétes irányban (balra, fotó: Európai Déli Obszervatórium)

napenergia örvény Anatomy

Például azt találtuk, hogy a leggyorsabban pörgő anyag mélységben több tízezer kilométerre az egyenlítőn. A konvekciós zóna, ahol az energia kiveszik felfelé miatt a gáz a keverést, forgatás komplex: a szögsebesség az egyenlítő mélységgel csökken, de növeli a sarkok közelében. Sun mag forog, mint egy merev test, azaz a szögsebesség a távolság a központtól független. A távolság 500 ezer kilométerre a központ vékonyréteg - tachocline végrehajtó kenőanyagot a mag és az alsó határ a konvekciós zóna. Azt feltételezik, hogy ő a felelős a Nap mágneses tevékenysége.

A forgatás az anyag közepén a Nap, egy sugara kevesebb, mint 200 000 km-re, míg az igazán mit mondani. Akusztikus módok kevés mondani, és mivel nagy reményeket másik fajta rezgések - az úgynevezett gravitációs mód. Ezek a hajtóerő játszik nincs nyomás akusztikus módokat és az emelkedő és süllyedő a mag anyaga a gravitációs mező a csillag. Ezzel szemben az akusztikus módok, amelyek főként a felszínen, gravitációs módban „játszani” a központban. Hogy azok titkosított titkok a napenergia mag. Sajnos megközelíti a felszínt, gyorsan elhalványul. Jelenleg csak egy megfigyelés, amely úgy tűnt, képes kijavítani, és ez azt jelenti, hogy a belső mag a Nap forog majdnem ötször gyorsabb, mint a külső mag. De ezek a megállapítások még tovább kell vizsgálni.

A modell a mágneses mezőt a konvektív zónában, meghatározó tevékenysége a nap. A területeket a kék mező arra irányul, hogy a keleti, piros - West (bal oldali kép: HAO / UCAR) és konvekciós felülete modell a Sun területén a mélység 20 és szélessége 48 kilóméter. Piros vonalak - Updraftok, kék - csökkenő (jobb, fotó: CHRIS HENZE / NASA)

Köszönöm ekzoplanetchikam

A nap, annak ellenére, hogy fontos számunkra - csak egy csillag, egy pont a grafikonon. Az átfogó ellenőrzés elmélet csillagok fejlődésének nem elég. A tanulmány azonban rezgések más csillagok - egy nagyon nehéz feladat. A Sun a maximális amplitúdója a sebesség oszcillációk egy üzemmódban 15-20 cm / s. Mérjük ilyen apró elmozdulások a vonalak, akkor is csak a spektrumok legközelebbi (és világos) csillagok, majd a legjobb spektrográfok. Néha azonban meg tudod csinálni anélkül spektrumokat. Pulzálás a csillag kíséretében nemcsak „táncoló” spektrális vonalak, de kisebb eltérések ragyog. Vezető szerepet játszanak astroseismology pulzációs frekvencia, és néha nem is olyan fontos, hogy mi vizsgált paraméterek a csillagok definiálva vannak. Tehát ahelyett, hogy fogyaszt-spektroszkópia néhány esetben ez lehet egy költséghatékonyabb fotometria, azaz mérése helyett az egyes vonalak a spektrum csak ellenőrzik a teljes fényerő a csillagok. Ugyanakkor, és ez nem könnyű feladat, hiszen a fény rezgés nagyon kicsi - 0,1% vagy kevesebb, ezért szükség van egy nagyon érzékeny a sugárzás detektorok.

Normál Nap-típusú csillagok segítségével astroseismology meghibásodik csak az intézkedés alapvető paramétereket - tömeg, sugár, kor. De a valóságban, és ez nagyon sok, beszélünk a jellemzőit egyetlen, amely nem-kettős csillagrendszer, amelyhez az első bármilyen eszközzel nem lehet eltávolítani „mérce”.

Astroseysmicheskie megfigyelések nem kizárólagosan Naphoz hasonló csillag. Nagyon érdekes ígérkezik a tanulmány a csillagok pulzálás az egykori magok - a központi csillag planetáris ködök és a fehér törpék. A belek ezeket a tárgyakat lehet, nem csak szilárd, de még a kristályos állapotban. Itt astroseismology lehetőséget kínál a vizsgálat nem csak az elmélet csillagok fejlődésének, hanem a több közös területeken a fizika, amelyek leírják az anyag tulajdonságának extrém körülmények között.

Eset a hiányzó elemek

Annak ellenére, hogy ezeket a problémákat, és bizonyos szempontból, és miattuk astroseismology van a nő. Gyakorlatilag egyik legfontosabb csillagászati ​​konferencia teljes anélkül astroseismology listájában. A asztroszeizmológia egy tudományos folyóirat (Communications asztroszeizmológia), az űrteleszkóp, a földi megfigyelő hálózat. A astroseismology különösen egyértelmű válik igazán globális jellege a modern csillagászat. Egy megbízható meghatározását csillagok rezgéseinek frekvenciák szükséges órák, sőt napok tartó ülés a megfigyelés, amely nélkül lehetetlen az összehangolt felhasználását teleszkópok szórt szerte a világon. Most ezeket a megfigyeléseket végezni a segítségével a konzorcium Vsezemnogo teleszkóp (Whole Earth Telescope), amely egyesíti a teleszkópok „nyilvános” két tucat megfigyelő. Oroszországban a munka az obszervatórium távcső részt vesz a csúcs Terskol (Kaukázus). Ennek során egy gondosan megtervezett kampány, amikor csak lehetséges, hogy tartsa ugyanazt az objektumot, amelyeket aztán „varrott” számos megfigyelés. A fejlesztési tervek között hozzon létre egy külön hálózat teleszkópok az ének, amely áll nyolc eszközök, négy minden féltekén. Egy ilyen hálózat tapasztalatait a Sun (Gong) már megvalósult és aktív.

Rendkívül ígéretes Antarktisz, ahol a legjobb feltételeket a világon komoly csillagászati ​​megfigyelések. Mert már régóta méregette nemcsak asztroszeizmológia, hanem képviselői más ágai csillagászat. Európában van egy projekt, amelyben egy 40 centiméter astroseysmografa SIAMOIS a francia-olasz Concordia állomás.

Így a kilátások nap- és astroseismology legoptimistább. Első ihlette gyakorlati igények kapcsolatos érdeklődés a természetben naptevékenység, a második - a vágy, hogy teljesítik az álom egyik alapítója az elmélet csillagok fejlődésének, Arthur Eddington, és végül megérteni, „egy ilyen egyszerű dolog, mint egy csillag.”