[圖]結合SDO十年數據和建模 天文學家揭示了太陽「低音」的秘密

結合美國宇航局太陽動力學觀測站（SDO）的十年數據和相關的數值建模，天文學家近日揭示了太陽發出「深沉低音」的秘密。科學家們利用計算機模型表明，新發現的振盪是共振模式，其存在主要受到太陽的差異性旋轉影響。這些振盪將有助於建立探測太陽內部的新方法，並獲得有關我們恆星內部結構和動態的信息。

科學家們在《Astronomy & Astrophysics》雜誌上描述了他們的發現。

20 世紀 60 年代，太陽的「高音」首次被發現。數以百萬計的聲學振盪模式周期很短，接近 5 分鍾，被太陽表面附近的對流湍流所激發，並被困於太陽內部。20 世紀 90 年代，這些5分鍾的振盪一直被地面望遠鏡和空間觀測站持續觀測，並被太陽地震學家非常成功地用來了解我們恆星的內部結構和動力學。

除了 5 分鍾的振盪外，40 多年前就有人預測恆星中存在更長周期的振盪，但直到現在才在太陽上發現。這項新研究的主要作者、MPS 主任 Laurent Gizon說：「長周期振盪取決於太陽的旋轉；它們在本質上不是聲學。檢測太陽的長周期振盪需要對太陽表面的水平運動進行多年的測量。SDO 上的太陽地震和磁力成像儀（HMI）的連續觀測非常適合這一目的」。

該小組觀察到了許多數十種振盪模式，每一種都有自己的振盪周期和空間依賴性。一些振盪模式的最大速度在兩極，一些在中緯度，一些在赤道附近。在赤道附近具有最大速度的模式是羅斯比模式（Rossby modes），該團隊在 2018 年已經確定了這些模式。

來自 MPS 的梁志超（Zhi-Chao Liang，音譯）表示：「長周期振盪表現為太陽表面非常緩慢的漩渦運動，速度大約為每小時5公里–大約是一個人走路的速度」。來自 NSO 的 Kiran Jain 與來自 MPS 的 B. Lekshmi 和 Bastian Proxauf 一起，用全球振盪網絡組（GONG）的數據證實了這些結果，該網絡由美國、澳大利亞、印度、西班牙和智利的六個太陽觀測站組成。

為了確定這些振盪的性質，該小組將觀測數據與計算機模型進行了比較。MPS 研究生 Yuto Bekki 解釋說：「這些模型使我們能夠看到太陽內部的情況，並確定振盪的全部三維結構」。為了獲得模型振盪，研究小組從一個從日震學推斷出來的太陽結構和微分旋轉的模型開始。此外，模型中還考慮了上層對流驅動的強度，以及湍流運動的振幅。該模型的自由振盪是通過考慮太陽模型的小振幅擾動而發現的。表面的相應速度與觀察到的振盪很匹配，並使研究小組能夠識別這些模式。

來源：cnBeta