دليل هام على حجم الشمس الفعلي

وجد فريق من علماء الفلك دليلا على أن نصف قطر الشمس أصغر ببضعة أجزاء من المائة من التحليلات السابقة.

وقد لا يبدو هذا كثيرا، لكنه يمكن أن يحدث فرقا كبيرا في كيفية فهم العلماء لنجم الضوء المتوهج الذي يحافظ على كوكبنا مفعما بالحياة.

وتعتمد النتائج الجديدة، والتي تخضع حاليا لمراجعة النظراء، على موجات صوتية تم توليدها واحتجازها داخل البلازما الساخنة الموجودة في باطن الشمس، والتي تسمى "الضغط" أو الحالة-p. ويمكن لهذه الأصوات الرنانة أن تشير إلى تغيرات الضغط التي تحدث داخل الشمس.

ووفقا لعالمي الفيزياء الفلكية، ماساو تاكاتا من جامعة طوكيو، ودوغلاس جوف من جامعة كامبريدج، فإن تذبذبات الحالة-p تسمح برؤية "أكثر قوة ديناميكيا" لداخل الشمس مقارنة بالموجات الصوتية المتذبذبة الأخرى.

وينتج عن "الضجيج الزلزالي" داخل الشمس الملايين من الموجات الصوتية المتذبذبة، أو "الأنماط"، التي يمكن للعلماء قياسها عن بعد.

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

وعندما تصبح النجوم أكثر كثافة، يمكن أن تنشأ أنماط أخرى يمكن استخدامها لوصف خصائص الجسم.

وتعتبر أنماط-F مفيدة بشكل خاص لدراسة البلازما الساخنة الدوامة في باطن الشمس، في حين أن أنماط-p مفيدة للغاية في التقاط "التوافقيات الكروية" للشمس. وذلك لأن أنماط-p يتم إنتاجها عبر تقلبات الضغط في باطن الشمس. وعندما 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.

ويمكن للجمع بين عدد هائل من هذه الأنماط أن يبني صورة لبنية الشمس وسلوكها.

ويعتمد النموذج المرجعي التقليدي لنصف القطر الزلزالي للشمس على أنماط-f، حيث تم قياسها أولا.

لكن بعض علماء الفلك يقولون إن أنماط-f ليست موثوقة بشكل كامل، لأنها لا تمتد مباشرة إلى حافة الغلاف الضوئي للشمس.

وتصل أنماط-p إلى أبعد من ذلك، لأنها أقل عرضة للمجالات المغناطيسية والاضطراب في الطبقة الحدودية العليا لمنطقة الحمل الحراري للشمس.

وعند تحديد نصف قطر الشمس بناء على قياسات زلزالية (وليس على الضوء المرئي أو الحسابات الحرارية)، تكون أنماط-p هي الحل الأمثل.

وتشير حسابات الفريق باستخدام ترددات أنماط-p فقط، إلى أن نصف قطر الغلاف الضوئي الشمسي أصغر قليلا جدا من النموذج الشمسي القياسي.

وبغض النظر عن مدى صغر الخطأ، قالت عالمة الفيزياء الفلكية إميلي برونسدن، إن تغيير النموذج التقليدي ليناسب مثل هذه النتائج لن يكون بالأمر الهين.

نشرت الورقة البحثية ما قبل الطباعة على arXiv.