大家可能都會認為，太陽在每個緯度上自轉速度都相同，但事實並非如此。太陽在赤道上的自轉週期大約是24天，但是在極區附近的自轉週期大約是34天，這種現象稱為太陽的「差異自轉」(differential rotation)，而此現象的成因長期以來一直困擾著天文學家們。隨著對太陽內部的瞭解越來越深入，這個問題卻變得更加令人費解。由日震觀測結果顯示，差異自轉並不只侷限於太陽表層，它的範圍向下延伸了約20萬公里，深入整個太陽對流層。
近期天文學家在研究此問題上有了新發現，差異自轉似乎受到對流層內長週期振盪的聲波影響，這種振盪可以在表面上以圍繞兩極的旋轉運動的形式被檢測到。近代天文學已知，在太陽光球層存在著數以百萬種週期約在5分鐘以內的聲波振盪模式。研究團隊分析了累積數年的太陽觀測資料之後，發現了一種震盪週期約為27天的超低頻聲波，極長的波長讓聲波能夠跨越整個太陽進行傳遞，而這種長週期聲波似乎在某種程度上與太陽的差異自轉有關。
圖說：運用電腦進行三維模擬，發現在太陽高緯度區域，存在控制著兩極與赤道地區穩定溫差的長週期聲波震盪模式。圖片來源：Science Alert
為此研究團隊進一步建立模型並進行三維空間數值模擬，發現高緯度地區的熱量會藉由長週期震盪的聲波傳輸到赤道地區，這將對太陽的演化產生深遠影響。由於太陽兩極的溫度比赤道高，這種熱傳輸模式恰巧將兩極和赤道之間的溫差控制在攝氏7度左右，而此非常小的溫差也剛好控制著太陽的角動量平衡。這種物理作用是太陽動力學中的重要反饋機制，也是產生並維持穩定太陽差異自轉的主要原因。
太陽高緯度區域的長週期聲波振盪，在產生與控制太陽差異自轉上發揮了重要作用，也許同樣的動力學模式可以應用在其他恆星演化的研究上。（編輯／蔡承穎）
資料來源：Science Alert
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