Noul model teoretic ține cont de rotația soarelui și de câmpul magnetic

Modelul dezvoltat de oameni de știință include istoria rotației soarelui dar și instabilitățile magnetice pe care le generează. (c) Sylvia Ekström / UNIGE

La începutul anilor 2000, un nou set de date a revizuit abundența chimică de pe suprafața soarelui, contrazicând valorile prezise de modelele standard utilizate de astrofizicieni. Adeseori contestate, aceste noi abundențe au depășit mai multe analize noi. Deoarece păreau a fi corecte, a fost la latitudinea modelelor solare să se adapteze, mai ales că servesc drept referință pentru studiul stelelor în general. O echipă de astronomi de la Universitatea din Geneva, Elveția (UNIGE), în colaborare cu Universitatea din Liège, a dezvoltat un nou model teoretic care rezolvă o parte a problemei: luând în considerare rotația soarelui, care a variat în timp, și magneticul câmpurile pe care le generează. generează, au putut explica structura chimică a soarelui. Rezultatele acestui studiu sunt publicate în astronomia naturii.

„Soarele este steaua pe care o putem caracteriza cel mai bine, deci este un test fundamental pentru înțelegerea noastră a fizicii stelare. Avem măsurători abundente ale elementelor sale chimice, dar și ale structurii sale interne, ca în cazul Pământului datorită seismologiei”, explică Patrick Eggenberger, cercetător la Departamentul de Astronomie UNIGE și primul autor al studiului.

Aceste observații ar trebui să fie în concordanță cu rezultatele prezise de modelele teoretice care pretind să explice evoluția soarelui. Cum își arde soarele hidrogenul în miez? Cum se produce energia acolo și apoi se transportă la suprafață? Cum se mișcă elementele chimice în interiorul soarelui, influențate atât de rotație, cât și de câmpurile magnetice?

Modelul solar standard

„Modelul solar standard pe care l-am folosit până acum consideră steaua noastră într-un mod foarte simplificat, pe de o parte, în ceea ce privește transportul elementelor chimice în straturile cele mai adânci; pe de altă parte, pentru rotație și câmpuri magnetice interne. care au fost complet neglijate până acum”, explică Gaël Buldgen, cercetător la Departamentul de Astronomie de la UNIGE și coautor al studiului.

Totuși, totul a funcționat bine până la începutul anilor 2000, când o echipă științifică internațională a revizuit drastic abundența solară datorită analizei îmbunătățite. Noile abundențe au provocat ondulații adânci în apele de modelare solară. De atunci, niciun model nu a reușit să reproducă datele obținute prin helioseismologie (analiza oscilațiilor soarelui), în special abundența heliului în anvelopa solară.

Un nou model și rolul cheie al rotației și al câmpurilor magnetice

Noul model solar dezvoltat de echipa UNIGE include nu doar evoluția rotației, care era probabil mai rapidă în trecut, ci și instabilitatea magnetică pe care le creează. „Trebuie să luăm în considerare absolut simultan efectele rotației și ale câmpurilor magnetice asupra transportului elementelor chimice în modelele noastre stelare. Este importantă atât pentru soare, cât și pentru fizica stelară în general și are un impact direct asupra evoluției chimice a Universului. , având în vedere că elementele chimice care sunt cruciale pentru viața pe Pământ sunt gătite în miezul stelelor”, spune Patrick Eggenberger.

Noul model nu numai că prezice corect concentrația de heliu în straturile exterioare ale soarelui, dar o reflectă și pe cea a litiului, care a fost reticent să modeleze până acum. „Abundența de heliu este reprodusă corect de noul model deoarece rotația internă a soarelui impusă de câmpurile magnetice generează un amestec turbulent care împiedică acest element să cadă prea repede spre centrul stelei; Simultan, abundența de litiu observată pe suprafața solară este și ea reprodusă, deoarece același amestec îl transportă în regiunile calde unde este distrus”, explică Patrick Eggenberger.

Problema nu este complet rezolvată.

Cu toate acestea, noul model nu rezolvă toate provocările pe care le ridică helioseismologie: „Datorită heliosismologiei, știm în 500 km în ce regiune încep mișcările convective ale materiei, la 199.500 km sub suprafața soarelui. Cu toate acestea, modelele teoretice ale soarelui prezic o deplasare în adâncime de 10.000 km”, spune Sébastien Salmon, cercetător la UNIGE și coautor al articolului. Dacă problema persistă cu noul model, se deschide o nouă ușă de înțelegere: „Mulțumită noului model, facem lumină asupra proceselor fizice care ne pot ajuta să rezolvăm această diferență critică”.

Actualizare pentru stele de tip solar

„Va trebui să revizuim masele, razele și vârstele obținute pentru stelele de tip solar pe care le-am studiat până acum”, spune Gaël Buldgen, detaliind următorii pași. De fapt, în majoritatea cazurilor, fizica solară este transpusă în studii de caz în apropierea soarelui. Prin urmare, dacă modelele sunt modificate pentru a analiza soarele, această actualizare trebuie efectuată și pentru alte stele similare cu ale noastre.

Patrick Eggenberger spune: „Acest lucru este deosebit de important dacă vrem să caracterizăm mai bine stelele gazdă ale planetelor, de exemplu în cadrul misiunii PLATO”. Acest observator cu 24 de telescoape ar trebui să zboare la Lagrange Point 2 (la 1,5 milioane de km de Pământ, cu fața la soare) în 2026 pentru a descoperi și caracteriza planetele mici și pentru a ajusta caracteristicile stelei gazdă.


Depășirea miezului limitată de absența unui nucleu convectiv solar și a unor stele de tip solar


Mai multe informatii:
P. Eggenberger și colab., Rotația internă a Soarelui și legătura sa cu abundența suprafeței solare de Li și He, astronomia naturii (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01677-0

Furnizat de Universitatea din Geneva

Citare: Noul model teoretic explică rotația soarelui și câmpul magnetic (31 mai 2022) Preluat la 31 mai 2022 de la https://phys.org/news/2022-05-theoretical-accounts-sun-rotation -magnetic.html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de orice tranzacție echitabilă în scopuri private de studiu sau cercetare, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este furnizat doar în scop informativ.

Add Comment