¿Por qué gira el sol a diferentes velocidades (es decir, los polos giran a una velocidad diferente al ecuador)? ¿Cómo es esto posible?

El sol gira a diferentes velocidades debido a un concepto llamado Rotación diferencial, que básicamente significa que un objeto giratorio se mueve con diferentes velocidades angulares a diferentes latitudes o profundidades.


Imagen 1 – Rotación diferencial en el sol

La rotación diferencial ocurre porque el Sol no es sólido como la Tierra, y consiste en gas y plasma. Las diferentes capas del sol tienen diferentes temperaturas. El núcleo y las capas internas giran de manera similar a un cuerpo sólido.

En la capa externa del sol, conocida como zona convectiva, la densidad del plasma del sol es lo suficientemente baja como para que se desarrollen las corrientes de convección térmica (la convección es un mecanismo en el que hay un movimiento de moléculas en fluidos como líquidos y gases).

Ciclo de convección en el sol: el material calentado en la capa de tacoclina recoge el calor y se expande, reduciendo así su densidad y permitiendo que se eleve. La mayor parte del calor se transporta hacia la fotosfera del Sol, donde se enfría, su densidad aumenta y se hunde hasta la base de la zona de convección, donde recoge más calor de la parte superior de la zona radiactiva, continuando el ciclo.
Imagen 2 – Capas del sol

El desplazamiento de la masa provoca un cambio en la velocidad angular del sol, lo que lleva a los diferentes períodos de rotación en el polo y el ecuador. Parte de la velocidad angular también se pierde en los vientos solares.

No soy un experto en estructuras estelares. Solo una posible explicación:

Como lo señaló Quora User Sun no es un cuerpo rígido, es gaseoso. Y siendo el núcleo mucho más caliente que las regiones exteriores, tiene corrientes de convección.
Entonces, el movimiento de las moléculas H y He en el sol es mucho más complejo que la simple rotación alrededor del eje, también van al núcleo y regresan a la superficie. El momento angular neto esperado de cada partícula alrededor del eje permanecerá conservado, pero dado que también tenemos un movimiento radial, la velocidad angular del sol dependerá del ángulo con el eje de rotación, ya que en un ángulo más alto, el sol tiene forma oblonga, tenemos corrientes más cortas que las que tenemos en el ecuador, más allá de la asimetría radial causada por la gravedad, tenemos asimetría angular (con respecto al eje de rotación) causada por la forma del sol.
Podemos adivinar que
[matemáticas] \ omega = \ omega_ {ecuador} (1 + C_ {1} sin (\ phi) ^ {2} + C_ {2} sin (\ phi) ^ {4}….) [/ matemáticas]
No hemos tomado términos extraños ya que esperamos que la velocidad angular tenga la misma distribución en ambos lados del ecuador
Podemos medir y obtener las constantes experimentalmente.
Rotación diferencial
Rotación solar

PD:
Gracias usuario por las ediciones.

Como el sol no es sólido como los planetas, tiende a girar como un fluido y se producen diferentes velocidades en diferentes porciones. Y también en los polos, el radio es pequeño, por lo que la velocidad es mayor en comparación con el ecuador.

La rotación se puede explicar fácilmente si crees que los planetas se convierten en gigantes gaseosos que se convierten en estrellas que se convierten en estrellas más grandes.

Si el océano se hace más grande y nunca se pierde, la rotación de los soles se explica por el cuerpo oceánico que gira más rápido dentro del cuerpo de gas. El cuerpo oceánico es más achatado.

Es más plano y gira más rápido.

El sol no es sólido, no hasta que bajes bastante profundo. Las capas externas son gaseosas, por lo que al menos es posible que gire de esa manera. En cuanto a por qué o cómo puede tener un giro diferencial, eso está más allá de mí.