Helioseizmologia

Na czym polega helioseizmologia?

Helioseizmologia to dział astrofizyki badający wewnętrzną strukturę Słońca poprzez analizę fal akustycznych (oscylacji) rozchodzących się wewnątrz gwiazdy i widocznych na jej powierzchni jako subtelne ruchy fotosfery. Analogicznie jak sejsmologia ziemska bada wnętrze Ziemi przez trzęsienia, helioseizmologia „widzi” przez nieprzejrzystą plazmę Słońca.

Słońce drga w tysiącach normalnych modów oscylacyjnych jednocześnie – dominują mody p (ciśnieniowe, akustyczne) o okresach ok. 5 minut i amplitudach rzędu kilkuset metrów na sekundę na powierzchni. Analizując wzajemne relacje tych modów (prędkości, częstości, amplitudy), można zrekonstruować profile prędkości dźwięku, gęstości, rotacji i składu chemicznego we wnętrzu Słońca aż do ok. 95% promienia. Kluczowym odkryciem helioseizmologii było wyznaczenie głębokości strefy konwekcji (ok. 0,713 promienia Słońca) i wykrycie różnicowej rotacji wnętrza Słońca.

Helioseizmologia uprawiana jest głównie przez sieć teleskopów naziemnych GONG (Global Oscillation Network Group, 6 stacji rozmieszczonych na całym globie) i instrumenty satelitarne: MDI na SOHO (1995-2010) i HMI na SDO (od 2010). Rozszerzeniem metody na inne gwiazdy jest asteroseizmologia – dziedzina, która rozkwitła dzięki misjom Kepler i TESS rejestrującym oscylacje tysięcy gwiazd.