Дослідники здогадувались, що швидкість обертання ядра і поверхні є неоднаковою, але з’ясувати це, напевно, не представлялось можливим. Проте останні дані, отримані космічним апаратом SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), який є спільним проектом Європейського космічного агентства і НАСА, надали перші докази наявності якоїсь низькочастотної гравітаційної поверхневої хвилі (не плутати із звичайними гравітаційними хвилями), що проходить крізь Сонце і, як виявилось, є ключем до розуміння швидкості обертання його ядра.

«Ми шукали ці загадкові гравітаційні хвилі у Сонця протягом більше 40 років, і хоча попередні спроби пошуку давали якісь натяки на їх наявність, нічого конкретного виявити не вдалось», — говорить астроном Ерік Фоссат з обсерваторії Лазурного берега Франції.

«І ось нарешті ми знайшли спосіб, як визначити їх сигнатуру».

До недавнього часу вчені могли проводити вимірювання тільки високочастотних хвиль, або, як їх ще називають, поздовжніх, або «p-хвиль» (пі хвиль), які проходять через верхні шари сонця і легко визначаються на сонячній поверхні. G-хвилі, в свою чергу, набагато глибше проникають в структуру Сонця і завдяки цьому можуть розповісти нам про поведінку його ядра. На поверхні світила вони не мають чіткої сигнатури.

«Ми вивчили практично всі коливання хвиль, однак у більшості випадків вони являють собою звукові хвилі. Однак тут повинні були бути і гравітаційні хвилі, вертикальні і горизонтальні рухи і коливання, як хвилі в морі».

Використавши дані, зібрані за 16 років роботи космічної обсерваторії SOHO, дослідники змогли виділити тип g-хвиль, які називаються g-mode, і, проаналізувавши їх, з’ясували, скільки потрібно звуковій хвилі для подолання внутрішньої структури Сонця і виходу назад до поверхні. Результати показали 4 години 7 хвилин. Порівнюючи результати, вчені відзначили ряд модуляцій, схожих на рух підводних хвиль, що показали дослідникам, як g-хвилі струшують сонячне ядро. Дані вказують на те, що ядро робить повний оберт навколо своєї осі один раз на тиждень, що майже в чотири рази швидше, ніж швидкість обертання сонячної поверхні і проміжних шарів, швидкість яких також варіюється. В екваторіальній ділянці повний оберт відбувається за 25 днів на полюсах цей показник становить 35 днів.

«Це, безумовно, самий значимий результат роботи SOHO за останнє десятиліття і одне з найдивовижніших відкриттів, зроблених цим апаратом за весь час його роботи», — зазначив Бернхард Флек, науковий співробітник проекту SOHO з Центру космічних польотів Годдарда NASA.

Що ж стосується такої різниці в швидкості обертання, то, на думку дослідників, все могло початись ще в часи ранньої молодості Сонця. Вчені вважають, що якимось чином радіація і сонячний вітер, що створюються світилом, здатні сповільнювати обертання зовнішніх шарів зірки, однак вплив в цьому випадку міг би відбуватись тільки на поверхневі шари і не зачіпав би внутрішнє ядро.

«Найбільш вірогідним поясненням може бути те, що швидкість обертання ядра Сонця збереглась на такому рівні ще з моменту формування зірки близько 4,6 мільярди років тому. Досить хвилююче уявляти, що ми могли відкрити частину того, яким було Сонце, коли тільки сформувалось», — зазначив астроном Роджер Ульрич з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.

Загалом, для астрономів підтвердження наявності хвиль типу g-mode є значним досягненням, так як шукали їх не один десяток років. При цьому зупинятись на досягнутому вчені не планують.

«Можливість поглянути на внутрішню структуру Сонця і провести непрямі розрахунки швидкості обертання його ядра є дуже важливими. Тепер, коли пошуки, що тривали не одне десятиліття, підійшли до свого завершення, настає час для нової геліофізики», — зазначив Фоссат.

Результати роботи дослідників були опубліковані в останньому номері журналу Astronomy & Astrophysics.