Изучать Солнце мешает сама звезда: обнаружена большая проблема для астрономии

Фото: NASA

Астрофизики, которые пытаются определить возраст Солнца с помощью внутренних колебаний звезды, обнаружили большую проблему. Оказывается, цикл магнитной активности нашей звезды мешает измерениям. Хотя настоящий возраст Солнца можно определить другими методами, а потому известно, что ему 4,6 млрд лет, выявленная проблема может помешать в определении главных характеристик других звезд. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics, пишет Space.

Ученые определили возраст Солнца, например, благодаря измерению времени радиоактивного распада атомов в Солнечной системе, которые образовались вместе с Солнцем и планетами. Радиоактивный распад означает, что ядро атома теряет энергию с помощью излучения и распадается на более стабильный элемент. Зная время распада, можно определить возраст Солнечной системы и Солнца. Также в определении возраста Солнца важную роль играют модели эволюции звезд.

Также определить возраст Солнца или другой звезды можно с помощью гелиосейсмологии, если речь идет о Солнце, или астросейсмологии, если речь идет о других звездах.

Звезды представляют собой плазменные шары, внутри которых происходит постоянное движение. Внутри звезд есть волны, которые заставляют их вибрировать. Из-за этих вибраций поверхность звезд слегка двигается и меняется их яркость.

Сейчас известно о нескольких режимах колебаний на Солнце, которые имеют разный период и частоту. Также, как и сейсмические волны на Земле помогают понять, что находится у нее внутри, колебания на Солнце помогают выяснить внутреннюю структуру звезды.

Сравнение информации, полученной при изучении колебаний с моделями того, как должны выглядеть недра Солнца в разном возрасте, могут помочь ученым определить сколько лет Солнцу в момент наблюдения.

Но прошлые исследования показали, что существует расхождение между наблюдениями за возрастом Солнца и теоретическими моделями. Авторы нового исследования нашли этому причину и считают, что во всем виновата магнитная активность Солнца. Раньше считалось, что эта активность не должна влиять на полученные данные.

У Солнца есть 11-летний цикл магнитной активности, где существует солнечный минимум (пятен на Солнце очень мало и не происходит много извержений энергии и плазмы), а также солнечный максимум (пятен очень много, происходят частые мощные вспышки и корональные выбросы массы).

Астрофизики изучили данные наблюдений за Солнцем за 26,5 лет с помощью наземных обсерваторий и космических аппаратов. Анализ данных показал, что существует разница в 6,5% при измерении возраста Солнца с помощью гелиосейсмологии в солнечном минимуме по сравнению с солнечным максимумом. Выяснилось, что один из двух циклов магнитной активности Солнца, в котором проявлялась большая активность, оказал большее влияние на расхождение в измерении возраста нашей звезды.

Солнце не является очень активной звездой, а потому ученые считают, что влияние магнитной активности на измерения может быть очень большим для более активных звезд.

Например, в 2026 году начнет свою работу космический телескоп PLATO, который будет изучать звезды, в частности он будет искать провалы в звездном свете. Некоторые провалы будут связаны с прохождением на фоне звезды экзопланеты, но другие — астросейсмическими колебаниями. С помощью этих колебаний астрофизики могут определить такие важные характеристики звезд, как их массу, радиус и возраст.

По словам ученых, пока не ясно, почему магнитная активность может влиять на астросейсмические измерения, но ее нужно учитывать при наблюдениях телескопа PLATO. Также астрофизики считают, что прошлые измерения характеристик звезд, в том числе их возраст, возможно, придется пересмотреть.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform