De kern en de binnenste lagen van de zon roteren ongeveer vier keer sneller dan het oppervlak, wat in tegenspraak is met alle conventionele ideeën over de structuur, volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics.
“De meest plausibele verklaring voor dit mysterie is dat de kern van de zon sneller roteert dan de buitenste lagen dankzij de energie die het 4,6 miljard jaar geleden heeft verzameld, toen de zon zich net begon te vormen. Dit is een grote verrassing voor ons, en we willen denken dat we de eerste echte sporen hebben ontdekt van hoe de zon eruit zag toen hij werd geboren”, zegt astrofysicus Roger Ulrich van de University of California in Los Angeles (VS).
De rotatiesnelheid van sterren rond hun as is een belangrijk kenmerk voor astronomen, omdat je hiermee de ouderdom van een ster kunt berekenen, het type kunt bepalen, kunt begrijpen hoe vaak "sterbevingen" binnenin voorkomen en erachter kan komen of er satellieten in zitten. In de regel draaien jonge sterren sneller dan oude, dan wetenschappers gebruiken bij het zoeken naar "tweelingen" van de zon en "pasgeboren" hemellichamen.
Waarnemingen van de afgelopen 40-50 jaar gaven volgens Ulrich aan dat het inwendige van de zon met dezelfde snelheid om zijn as zou moeten draaien als de buitenste lagen, op basis waarvan vele andere ideeën over het gedrag en de structuur van andere sterren zijn gebouwd. Het was ongelooflijk moeilijk om deze hypothesen te testen, aangezien de sporen van de rotatie van het inwendige van het licht, de zogenaamde hydrodynamische zwaartekrachtgolven, niet zichtbaar zijn op het oppervlak, omdat ze daar niet reiken.
Ulrich en zijn collega's waren in staat om hun beweging door het inwendige van de zon te volgen en observeerden een ander type golven, seismische trillingen die optreden in de diepe lagen van de zon tijdens "sunquakes". Wetenschappers volgen ze al decennia met sondes SDO, SOHO en een aantal andere ruimteobservatoria, maar deze oscillaties slaan geen informatie op over de structuur van de kern en de diepste lagen van het inwendige van de ster.
De auteurs van het artikel suggereerden dat seismische golven kunnen interageren met hun gravitationele ‘neven’ als ze naar de kern van de zon gaan en dan weer terugkeren. Deze interacties moeten op hun beurt worden weerspiegeld in hoe hun structuur in de loop van de tijd verandert.
Soortgelijke ideeën, zoals opgemerkt door astrofysici, waren eerder onder hun collega's voorgekomen, maar hun verificatie was vrijwel onmogelijk vanwege het feit dat zwaartekrachtgolven in het binnenste van de zon erg langzaam zijn - een van hun oscillaties kan enkele dagen tot enkele maanden duren. Daarom probeerden wetenschappers niet te zoeken naar hun sporen in hoe snellere seismische golven veranderen.
De SOHO-sonde bewaakt al meer dan 16 jaar continu het inwendige van de zon, waardoor Ulrich en zijn team konden beginnen met het zoeken naar dergelijke bursts in gearchiveerde gegevens en ze met supercomputers konden analyseren.
Promotie video:
Deze analyse onthulde een buitengewoon interessant ding dat astronomen aanvankelijk niet geloofden: het bleek dat de frequentie van zwaartekrachtgolven in de kern van de zon niet samenviel met wat kenmerkend was voor de buitenste lagen. Zoals de berekeningen van wetenschappers hebben aangetoond, zou de kern van de ster ongeveer vier keer sneller moeten draaien dan de buitenste lagen, en één omwenteling om de as maken in een week, en niet in 28-30 dagen, zoals het oppervlak van de zon.
Waarom dit gebeurt, is nog niet duidelijk, maar Ulrich en zijn collega's geloven dat de rotatie van de buitenste lagen van de zon wordt vertraagd door de zonnewind, die constant van het oppervlak wordt uitgestoten. Bovendien kan hun rotatie worden vertraagd door zonnevlekken en andere magnetische structuren in de nabije oppervlaktelagen van de ster.
