Солнце излучает самую мощную из когда-либо зарегистрированных энергий, поднимая вопросы к солнечной физике

 «Мы думали, что разобрались с этой звездой, но это не так».

Образ Солнца. (Фото: space.com)

В результате рекордного открытия ученые обнаружили, что наше собственное солнце излучает необычайное количество гамма-лучей — длины волн света, которые, как известно, несут наибольшую энергию по сравнению с любой другой длиной волны в электромагнитном спектре. Это довольно большое дело, поскольку это самая высокая энергия излучения, которое когда-либо было задокументировано, исходящее от звезды-хозяина нашей планеты.

Что-то вроде 1 триллиона электрон-вольт, если быть точным.

«Изучив данные за шесть лет, мы обнаружили этот избыток гамма-лучей», — говорит Мехер Ун Ниса, научный сотрудник Мичиганского государственного университета и соавтор новой статьи о результатах, опубликованной в среду (3 августа). , — говорится в сообщении. «Когда мы впервые увидели это, мы подумали: «Мы определенно все испортили. Солнце не может быть таким ярким при таких энергиях».

Однако после размышлений команда поняла, что такая яркость определенно существовала — и это было просто из-за огромного количества гамма-лучей, которые, казалось, излучало солнце.

«Солнце более удивительно, чем мы думали», — сказала Низа.

Прежде чем вы начнете беспокоиться, нет, эти лучи не могут причинить нам вреда. Но что они могут сделать, так это оказать довольно важный волновой эффект на будущее солнечной физики. Фактически, они уже подняли некоторые важные вопросы о Солнце, например, какую роль его магнитное поле может играть в недавно наблюдаемом явлении гамма-излучения.

Все благодаря уникальному объективу в космосе под названием Высокогорная Водная Черенковская Обсерватория, или HAWC. Короче говоря, эта обсерватория, завершенная весной 2015 года, представляет собой объект, специально предназначенный для наблюдения за частицами, связанными с гамма-лучами очень высокой энергии и космическими лучами, последние из которых одинаково энергичны, но также загадочны, поскольку они часто путешествуют через Вселенной без четкой отправной точки.

«В этом конкретном энергетическом режиме другие наземные телескопы не могли смотреть на солнце, потому что они работают только ночью», — сказал Низа. «Наша работает 24/7».

HAWC в основном использует сеть из 300 больших резервуаров для воды, поясняется в пресс-релизе нового исследования. Каждый из этих резервуаров заполнен примерно 200 метрическими тоннами очищенной воды, и все они расположены между двумя вершинами спящих вулканов в Мексике на высоте более 13 000 футов (3962 метра) над уровнем моря. Вся эта очищенная вода важна, потому что, когда высокоэнергетические космические частицы ударяются о жидкость, столкновение приводит к явлению, известному как черенковское излучение (о котором вы, возможно, слышали, если смотрели телешоу «Чернобыль»).

Названное в честь лауреата Нобелевской премии по физике 1958 года Павла Черенкова, черенковское излучение, по сути, относится к голубоватому свечению, которое возникает, когда электрически заряженные частицы движутся с определенной скоростью через определенную среду, в данном случае воду.

Используя эту концепцию, общее поле зрения HAWC покрывает 15% неба, что позволяет ему обследовать в общей сложности две трети каждые 24 часа и выяснять корни различных высокоэнергетических частиц, направляющихся к Земле.

Как выглядит обычное солнечное излучение?

Несмотря на то, что ученые и раньше наблюдали, как солнце испускает гамма-излучение, такие наблюдения связаны с невероятно экстремальными солнечными явлениями, такими как сверхмощные солнечные вспышки. Недавнее открытие гамма-лучей, похоже, не связано с таким сценарием.

Ожидается, что внутри Солнца процессы ядерного синтеза также будут производить эти сильные длины волн, однако гамма-лучи, созданные таким образом, точно не выходят за пределы звезды, не говоря уже о том, чтобы быть обнаруженными наземными приборами.

Вместо этого большую часть времени то, что мы видим, исходит от нашей звезды-хозяина, — это длины волн в инфракрасном, ультрафиолетовом и, конечно же, видимом диапазонах, которые мы можем видеть невооруженным глазом.

Для контекста, одна из этих видимых длин волн несет энергию около 1 электрон-вольта. Гамма-лучи, свидетелями которых стали Ниса и другие исследователи, напротив, выделяли около 1 триллиона электрон-вольт. А ведь их было много.

Ученые впервые наблюдали гамма-лучи с энергией более миллиарда электрон-вольт, согласно сообщению, в 2011 году с помощью космического гамма-телескопа Ферми НАСА. Но у Ферми был предел. Он достиг максимума при обнаружении гамма-лучей с энергией около 200 миллиардов электрон-вольт. Поэтому в 2015 году исследовательская группа нового исследования начала собирать данные гамма-излучения с помощью HAWC, поскольку эта обсерватория, похоже, не имела такого ограничения.

«Они подтолкнули нас и сказали: «Мы не видим обрезки. Возможно, вы сможете что-то увидеть», — сказала Низа.

Что подводит нас к настоящему — мы впервые увидели солнечные лучи с энергией, достигающей триллионов электрон-вольт. И, по словам Низы, это не предел.

«Мы думали, что разобрались с этой звездой, но это не так».

Источник