Žemė per parą apsisuka aplink savo ašį, Mėnulis tą patį padaro maždaug per 27 dienas, o kai kurios planetos, pavyzdžiui Venera, sukimui skiria net 243 Žemės dienas. Tačiau kai kalba pasisuka apie Saulę, daugelis žmonių tikisi vieno aiškaus skaičiaus – konkretaus dienų ar valandų kiekio. Ir čia laukia netikėtumas: Saulė sukasi, bet jos apsisukimo trukmė nėra vienoda. Mokslininkai negali tiesiog pasakyti „tiek ir tiek dienų“, nes Saulė nėra kietas kūnas kaip planeta – tai karštos plazmos milžinė, kurioje skirtingi sluoksniai ir platumos juda skirtingu greičiu.
Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad dangaus kūnų sukimasis turėtų būti lengvai pamatuojamas: užfiksuoji vieną tašką, palauki kol jis sugrįš į tą pačią padėtį, ir turi rezultatą. Tačiau Saulėje viskas sudėtingiau, nes ji neturi kieto paviršiaus, kurį galėtume „pažymėti“. Saulės išoriniai sluoksniai – tai plazma, kuri juda, maišosi, kyla ir leidžiasi, todėl sukimasis čia yra nevienodas.
Būtent todėl atsakymas į klausimą „kiek laiko Saulė apsisuka aplink save?“ visada turi papildymą: tai priklauso nuo to, ką laikome atskaitos tašku ir kurioje Saulės vietoje matuojame.
Kaip žmonės pirmą kartą suprato, kad Saulė juda?
Istorija prasideda dar 1612 metais, kai Galileo Galilei, stebėdamas Saulę pro teleskopą, pastebėjo tamsias dėmes jos paviršiuje. Tos dėmės lėtai „keliaudavo“ per Saulės diską, o tai reiškė viena: Saulė sukasi.
Galilėjus tuomet padarė išvadą, kad Saulės apsisukimo trukmė turėtų būti apie 28 dienas. Tai buvo vienas pirmųjų mokslinių įrodymų, kad mūsų žvaigždė nėra statiškas dangaus objektas, o aktyvus fizinis kūnas.
XIX amžiaus viduryje tyrimus dar tiksliau atliko britų astronomas Richardas Carringtonas. Jis stebėjo Saulės dėmes tam tikroje zonoje – maždaug 30 laipsnių platumoje – ir apskaičiavo, kad ten Saulė apsisuka per 27,3 Žemės paros. Šis skaičius tapo savotišku atskaitos standartu astronomijoje, nors ir turi vieną svarbią išlygą.
Kodėl matavimai „iš Žemės“ apgauna?
Problema ta, kad Žemė pati juda aplink Saulę. Todėl stebėdami Saulės sukimąsi mes iš tikrųjų matome šiek tiek „sudėtingesnį vaizdą“, kuriame susimaišo du judėjimai: Saulės sukimasis ir mūsų pačių planetos judėjimas orbitoje.
Dėl to astrofizikai naudoja du skirtingus apibrėžimus. Stebint iš Žemės, matuojamas vadinamasis sinodinis periodas – jis apima papildomą laiką, kurio reikia Saulei tarsi „pasivyti“ mūsų planetos padėtį.
Jei sukimąsi vertiname ne Žemės atžvilgiu, o pagal nejudančių žvaigždžių foną, gauname žvaigždinį (sidereal) periodą – tikrą fizinį sukimąsi.
Būtent todėl Carringtono 27,3 dienos yra sinodinis skaičius, o tikrasis fizinis sukimasis toje pačioje platumoje yra apie 25,4 Žemės dienos.
Saulė sukasi nevienodai: ties pusiauju greitesnė, prie ašigalių – lėtesnė
Svarbiausias faktas, kurio dažnas nežino: Saulė neturi vieno apsisukimo laiko, nes ji sukasi diferenciniu būdu. Tai reiškia, kad Saulės pusiaujo sritys apsisuka greičiau, o artėjant prie ašigalių sukimasis vis labiau lėtėja.
Ties pusiauju Saulė vieną pilną apsisukimą gali atlikti per maždaug 24,5 Žemės paros. Tačiau prie ašigalių šis procesas sulėtėja iki 34 dienų ar net ilgiau.
Tokio netolygaus sukimosi pasekmės yra milžiniškos: jis „tempia“, sukausto ir persipina Saulės magnetinius laukus, o būtent magnetinio lauko chaosas ir dinamika vėliau virsta Saulės aktyvumu – dėmėmis, žybsniais, plazmos išmetimais ir geomagnetinėmis audromis.
Mokslininkai žiūri į Saulę iš vidaus – ir randa dar daugiau niuansų
Šiuolaikinė astronomija neapsiriboja paviršiaus stebėjimu. Saulės vidų tyrinėti leidžia helioseismologija – metodas, kuris analizuoja garso bangų sklidimą žvaigždės viduje, panašiai kaip seisminiai tyrimai Žemėje leidžia suprasti mūsų planetos sandarą.
Kitas metodas – Doplerio poslinkio matavimai, leidžiantys nustatyti judėjimo kryptį ir greitį pagal šviesos spektro pokyčius.
Šie tyrimai atskleidė, kad Saulės sukimasis priklauso ne tik nuo platumos, bet ir nuo gylio. Išorinė konvekcinė zona, sudaranti apie trečdalį Saulės spindulio, sukasi panašiai kaip paviršius – su aiškiu diferenciniu modeliu.
Tačiau gilesnė spinduliuotės zona elgiasi visiškai kitaip: ji sukasi beveik kaip vientisas kietas kūnas, kuriam būdingas beveik pastovus periodas – apie 26,6 dienos, nepriklausomai nuo platumos.
Kalbant apie pačią Saulės šerdį, tikslūs duomenys vis dar nėra galutinai patvirtinti – tai viena iš sričių, kur mokslas dar turi spragų, nes dabartiniai prietaisai ribotai „mato“ tokius gylius.
Taigi koks trumpas atsakymas?
Jei reikėtų pasakyti taip, kad suprastų kiekvienas: Saulė vieną kartą apsisuka maždaug per 25–27 dienas, tačiau tikslus skaičius priklauso nuo to, ar skaičiuojame „iš Žemės“, ar pagal žvaigždžių foną, ir kurioje Saulės platumoje matuojame.
Tai viena iš priežasčių, kodėl Saulė yra tokia įdomi: net jos „paprastas apsisukimas“ nėra paprastas, o būtent šis nevienodas sukimasis tampa varikliu, kuris sukuria didžiąją dalį kosminių orų reiškinių.
