قد لا تكون شمسنا كبيرة تمامًا كما كنا نظن: تنبيه العلوم

قد يكون النجم الموجود في مركز نظامنا الشمسي – الشمس – أصغر بشكل متناهٍ مما يعتقده العلماء.

وجد فريق من اثنين من علماء الفلك الآن دليلاً على أن نصف قطر شمسنا أقل ببضعة أجزاء من المئة من التحليلات السابقة.

قد لا يبدو ذلك كثيرًا، لكنه قد يحدث فرقًا كبيرًا في كيفية فهم العلماء لكرة الضوء المتوهجة التي تحافظ على كوكبنا مفعمًا بالحياة.

وتعتمد النتائج الجديدة، والتي تخضع حاليًا لمراجعة النظراء، على موجات صوتية تم توليدها واحتجازها داخل البلازما الساخنة الموجودة في باطن الشمس، والتي تسمى “الضغط” أو الأوضاع p. مثل البطن الهادر، يمكن لهذه الأصوات الرنانة أن تفعل ذلك إشارة إلى تغيرات الضغط يحدث داخل القناة الهضمية الشمسية.

وفقًا لعالمي الفيزياء الفلكية ماساو تاكاتا من جامعة طوكيو ودوغلاس جوف من جامعة كامبريدج، فإن تذبذبات الوضع p تسمح برؤية “أكثر قوة ديناميكيًا” لداخل الشمس مقارنة بالموجات الصوتية المتذبذبة الأخرى.

لفهم ما يعنيه هذا، من الأسهل أن نتخيل الشمس كجرس يرن، على الرغم من أنه ليس جرسًا تم ضربه مرة واحدة – وهو الجرس الذي اكتشفه العلماء في جامعة ستانفورد. يصف حيث يتم ضربها باستمرار “بواسطة العديد من حبيبات الرمل الصغيرة”.

كل تلك الضجة الزلزالية ينتج عنه الملايين من الموجات الصوتية أو “الأنماط” المتذبذبة، والتي يمكن للعلماء قياسها عن بعد.

بالإضافة إلى الدفع والسحب لموجات p، هناك تموجات تتمايل لأعلى ولأسفل تحت تأثير قوة الجاذبية، تسمى أوضاع g، والتي يشار إليها باسم أوضاع f عندما تحدث بالقرب من سطح النجم .

عندما تصبح النجوم أكثر كثافة، يمكن أن تنشأ أوضاع أخرى يمكن استخدامها لوصف خصائص الجسم.

تعتبر الأوضاع F مفيدة بشكل خاص لدراسة البلازما الساخنة الدوامة في باطن الشمس، في حين أن الأوضاع p مفيدة للغاية في التقاط “التوافقيات الكروية” للشمس.

ذلك لأن الأوضاع p موجودة يتم إنتاجها عن طريق تقلبات الضغط في باطن الشمس. عندما تتحرك هذه الموجات إلى الخارج، فإنها تضرب سطح الشمس (غلافها الضوئي) وتنعكس إلى الداخل مرة أخرى، وتنحني أثناء انتقالها عبر البلازما المضطربة لترتد عن جزء آخر من سطح الشمس.

إن الجمع بين عدد هائل من هذه الأوضاع يمكن أن يبني صورة لبنية الشمس وسلوكها.

ولكن أيهما تختار؟

يعتمد النموذج المرجعي التقليدي لنصف القطر الزلزالي للشمس على الأوضاع f، حيث تم قياسها أولاً.

لكن أوضاع F، كما يقول بعض علماء الفلك، ليست موثوقة بشكل كامل، لأنها لا تمتد مباشرة إلى حافة الغلاف الضوئي للشمس. وبدلاً من ذلك، يبدو أنهم “يقرعون” ما يسميه تاكاتا وجوف “السطح الوهمي”.

أوضاع P، وفقا لبعض الأبحاث السابقةتصل إلى أبعد من ذلك، لأنها أقل عرضة للمجالات المغناطيسية والاضطرابات في الطبقة الحدودية العليا لمنطقة الحمل الحراري للشمس.

عند تحديد نصف قطر الشمس بناءً على القياسات الزلزالية (وليس على الضوء المرئي أو الحسابات الحرارية)، يرى تاكاتا وجوف أن الأوضاع p هي الحل الأمثل.

تشير حساباتهم باستخدام ترددات الوضع p فقط إلى أن نصف قطر الغلاف الضوئي الشمسي أصغر قليلاً جدًا من النموذج الشمسي القياسي.

لا يهم مدى صغر الخطأ، عالمة الفيزياء الفلكية إميلي برونسدن أخبر أليكس ويلكنز في عالم جديد رإن تغيير النموذج الأكثر تقليدية ليناسب مثل هذه النتائج لن يكون بالأمر الهين.

“إن فهم سبب اختلافهم أمر صعب،” برونسدن قال“لأن هناك الكثير من الأشياء التي تحدث.”

تم نشر ورقة ما قبل الطباعة بتاريخ arXiv.