Что такое вращение Солнца?

1. Вращение Солнца как звезды. Солнцу присуще вращение, как и многим звездам во Вселенной. При современной технике наблюдений у звезд солнечного типа может быть определена экваториальная скорость только более 5 км/сек. Скорость же вращения Солнца на экваторе ~2 км/сек, следовательно, она не может быть обнаружена из какой-либо иной планетной системы, кроме нашей собственной. Самые массивные звезды главной последовательности класса О, В, А и ранние F могут иметь среднюю скорость вращения на два порядка большую. У некоторых звезд подобного типа скорость вращения, определенная по эмиссионным спектральным линиям Н и К ионизованного кальция, уменьшается с возрастом звезды. Можно привести такой пример. Было показано, что интенсивность эмиссий в этих линиях меняется обратно пропорционально квадратному корню из ее возраста. Этот вывод получен из наблюдения Солнца и звезд класса G в скоплениях Гиад, Плеяд и Большой Медведицы. Экстраполируя известную для Солнца пропорциональность между интенсивностью излучения в этих линиях и напряженностью поверхностного магнитного поля, исследователи однозначно приходят к выводу, что магнитное поле пропорционально скорости осевого вращения звезды и меняется обратно пропорционально корню квадратному из времени ее эволюции.

2. Внутреннее вращение Солнца. Пока что астрономы не имеют возможности непосредственно измерить вращение внутренних областей Солнца. Однако некоторые косвенные способы для этого есть. Например, не так давно была обнаружена незначительная сплюснутость солнечного диска. Из измерений этой сплюснутости делается вывод, что "внутреннее" Солнце, включая и конвективную зону, возможно, вращается в 20 раз быстрее, чем поверхностные слои. Такая интерпретация измерений сплюснутости и теоретические выводы, сделанные на основе этих измерений, весьма важны, и они вызвали среди гелиофизиков очень острую полемику.

Предметом дискуссии являются два положения - реальна ли наблюдаемая геометрическая сплюснутость Солнца или же этот наблюдаемый факт отражает изменение температуры с широтой в солнечной атмосфере. Для расстановки точек над "i" в затянувшейся дискуссии в нескольких обсерваториях были проведены на чувствительных приборах измерения, которые показали реальность сплюснутости. Проведен ряд исследований, различия температуры между полюсом и экватором - они не противоречат данным о сплюснутости. Но и в тех и других измерениях есть свои подводные камни. Например, проблема вклада ярких образований на поверхности Солнца, в особенности факелов, может радикально сказаться на результатах измерений разницы температур между полюсом и экватором.

Если наблюдения показывают сплюснутость, то это означает, что в данном случае действуют процессы, происходящие внутри Солнца. В таком случае можно предположить лишь наличие твердотельного внутреннего вращения, что может быть подходящей причиной геометрической сплюснутости, причем она намного предпочтительнее, чем, например, сильнейшее внутреннее магнитное поле. Недавно предложен новый метод измерений дифференциального вращения и характеристик конвективной оболочки до глубины 20 тыс. км ниже фотосферы. Метод основан на использовании факта существования в конвективной оболочке различных нерадиальных колебаний.

Теоретические дискуссии о динамике внутреннего Солнца будут разрешены со временем. Пока же на эти вопросы нет окончательного ответа, и эта проблема вызывает множество точек зрения по теории солнечного и звездного вращения.