De zon is kleiner dan we dachten!

Er wordt vaak beweerd dat de eerste test die Einsteins algemene relativiteitstheorie doorstond de verklaring was van de langzame afwijkende precessie van het perihelium van de baan van Mercurius, d.w.z. het feit dat elke baan van de planeet niet door een ellips draait, maar door het punt van de baan van Mercurius. deze baan die het dichtst bij de zon ligt, verandert elke keer.

In feite is de realiteit minder eenvoudig, omdat in plaats van een wet te wijzigen NewtonNewton Ondergeschikt zwaartekrachtzwaartekracht Er kan al een tijdje worden gezegd dat de vorm van de zon niet goed bekend was, wat tot mogelijke verspreidingen leidde massa’smassa’s Anders dan die van een perfect bolvormige en homogene massa, produceren de verdelingen een veld zwaartekrachtzwaartekracht Verschillend. Dit is het geval met de aarde, die net als de zon roteert, zodat de evenwichtsvorm van de aarde onder de gecombineerde invloed staat van haar zwaartekracht en de kracht van de zon. Centrifugale krachtCentrifugale kracht Het is de rotatie van een afgeplatte ellipsoïde aan de polen. Dit fenomeen is ook van toepassing op de zon, met het extra effect van zijn magnetische veld op zijn geïoniseerde gas.

In de decennia na de ontdekking Algemene relativiteitAlgemene relativiteitMetingen van de vorm van de zon verbeterden en het werd duidelijk dat de precessie van het perihelium van Mercurius inderdaad het resultaat was van een theorieEinsteinEinsteinzodra we rekening houden met het normale deel van de precessie als gevolg van zwaartekrachtverstoringen van andere grote zwaartekrachtlichamen in ZonnestelselZonnestelselEn het kan niet worden verklaard door de vorm van de zon.

De moraal van dit verhaal is dat zelfs een kleine verbetering in het bepalen van de vorm van de zon belangrijke gevolgen kan hebben. Laten we ons voorstellen dat als de precessie van Mercurius inderdaad veroorzaakt zou zijn door de rotatie van de ellipsoïde van de massa van de zon, de theorie van Einstein, althans in zijn oorspronkelijke vorm, zou zijn weerlegd!

We begrijpen dus waarom het online is gezet arXiv Uit een artikel, uit twee AstrofysiciAstrofysici Van de Universiteit van Cambridge en de Universiteit van Tokio trekt het enige belangstelling omdat het betrekking heeft op een nieuwe bepaling van de grootte van de zon.

Jean-Pierre Leminette praat met ons over helioseismologie. © Jean-Pierre Lumenier, YouTube

Zonnegolven en geluidsgolven

Volgens deze onderzoekers wel een stereen ster Kleiner dan we dachten. De reductie is klein, slechts een paar honderdsten van een procent vergeleken met de straalbepaling uit een volumestudie FotosfeerFotosfeer Markering ZonsverduisteringZonsverduistering. Bedenk dat de fotosfeer in zekere zin het zichtbare oppervlak van de zon is waarboven het zonneplasma ligt transparanttransparant. Hieronder dit GasGas De ionisator gedraagt ​​zich als een mistmist Het verhindert ons het binnenste van de zon te zien.

Enkele jaren geleden werden de technologieën echter overgebracht naar onze ster SeismologieSeismologie op aarde leidde tot de overtuiging dat het bepalen van hun grootte door het bestuderen van de fotosfeer vertekend was. Technisch gezien, Seismische golvenSeismische golven Gebruikt worden f-golven, die hun analogen zijn golvengolven Op aarde, maar specifiek aan het oppervlak van de fotosfeer.

De onderzoekers bevestigden deze afname in omvang met behulp van de huidige metingen van P-golven GeluidsgolvenGeluidsgolven In zonneplasma, golven drukdruk Binnen de zon, zoals in het geval van seismische golven, ook wel P-golven genoemd, op aarde in rotsen.

Er is sprake van een afname van de omvang van de zonluchtlucht Welkom, maar het legt beperkingen op aan de details van thermonucleaire fusiereacties in de zon en aan de interne structuur ervan. De zon is echter in sommige opzichten het belangrijkste laboratorium voor het testen van onze ideeën over de structuur en evolutie van sterren over de hele wereld. UniversumUniversum Waarneembare sterren die op hun beurt de evolutie beïnvloeden SterrenstelselsSterrenstelsels.

Elk beter begrip van de zon heeft daarom invloed op ons begrip van de sterrenwereld.

Hoe noemen we het lachen van sterren? Het observeren van sterren met verschillende golflengten is niet voldoende om hun samenstelling te kennen. De lichtvariaties die op het oppervlak worden waargenomen, houden verband met geluidsgolven die zich binnenin voortplanten en het laten trillen. Door deze lichtoscillaties te kopiëren kunnen astroseismische onderzoekers begrijpen wat er in de kern van sterren gebeurt, hun rotatiesnelheid en hun leeftijd afleiden… Dus als je er klaar voor bent om de zon te horen lachen, begin dan deze aflevering! © CEA

60 jaar helioseismologie

Om nauwkeuriger te begrijpen waar de onderzoekers in hun werk op vertrouwden, is het noodzakelijk om enkele verduidelijkingen te geven over de wetenschap van helioseismen, die als een wetenschappelijke theorie wordt beschouwd. aanvragenaanvragen Een bijzonder aspect van wat we astroseismologie zouden kunnen noemen, dat kan worden toegepast op en zelfs op andere sterren Gasvormige planetenGasvormige planeten leuk vinden JupiterJupiter En SaturnusSaturnus. Door te onderzoeken wat het tijdschrift Futura eerder over dit onderwerp heeft uitgelegd, kunnen we beginnen op te merken dat het een jong systeem isAstrofysicaAstrofysica Die ontstond als gevolg van een ontdekking over de zon in 1960. De volledige betekenis ervan is pas begrepen sinds de jaren zeventig, toen astrofysici die de geheimen van onze ster probeerden te ontrafelen, aantoonden dat ze in staat waren een spel te spelen dat vergelijkbaar was met dat van hun sterren. collega-geofysici op aarde, met NauwkeurigheidNauwkeurigheid Omgekeerde problemen met zwaartekrachtveldmetingen, magnetisch veldmagnetisch veld Maar specifiek in dit geval met seismische golven.

Het gemeenschappelijke idee is gemakkelijk te begrijpen. Het komt overeen met het reconstrueren van de grootte, vorm en samenstelling van een muziekinstrument door alle elementen nauwkeuriger en vollediger te analyseren. FrequentiesFrequenties En de amplitude van de geluiden die dit instrument kan produceren. Zoals bij elk omgekeerd probleem gaat het om het retourneren van signaalgegevens naar de bron en daarmee het tegenovergestelde doen van het voorspellen van signalen op basis van de eigenschappen van die bron. Deze techniek is vooral effectief bij AardbevingenAardbevingen Dat gebeurt op aarde en is uiteraard moeilijker te implementeren in het geval van de zon.

Het is echter mogelijk om dit te doen en het is noodzakelijk om de resulterende spectrale verschuivingen te metenDoppler effectDoppler effect afkomstig uit ThemaThema Op het oppervlak van de zon, dat trilt als een trommelvlies. In 1960 werden de extreem zwakke vijf minuten durende pulsaties van de zon voor het eerst op deze manier gedemonstreerd door Robert B. Leighton (wiens naam wordt geassocieerd met de beroemde lezing van zijn collega Richard Feynman bij Caltech). Meer in het algemeen is de OscillatiesOscillaties dat kan worden gedetecteerd, is in wezen een manifestatie van de patronen van twee soorten golven, die zelf met name worden geproduceerd door bewegingenbewegingen Turbuleus zonneplasma in de convectiezone, zoals Roger Ulrich, Robert Stein en John Liebacher tien jaar later begonnen te begrijpen.