Учёные обнаружили резкий избыток гамма-лучей, исходящих от Солнца, которые представляют собой световое излучение с самой высокой энергией, когда-либо обнаруженное земной звездой.
«Солнце более удивительно, чем мы думали», — сказал научный сотрудник с докторской степенью Мехр Ун Ниса из Мичиганского государственного университета , который работал над новым исследованием, опубликованным в журнале Physical Review Letters . «Мы думали, что разобрались с этой звездой, но это не так».
Неожиданное открытие было сделано учеными, проанализировавшими шесть лет наблюдений, сделанных Высокогорной водной Черенковской обсерваторией, также известной как HAWC, которая бдительно отслеживала выбросы гамма-излучения с момента ее завершения в марте 2015 года.
Данные HAWC показали, что наше Солнце способно создавать резкий избыток сверхэнергичных гамма-лучей, который выходит за рамки того, что могут объяснить современные модели поведения нашего Солнца. Для контекста видимый свет, излучаемый нашим Солнцем в результате реакции ядерного синтеза, бушующей в его сердце, несет энергию, эквивалентную одному электрон-вольту.
Однако гамма-лучи, обнаруженные HAWC, несут от одного триллиона до почти 10 триллионов электронных хранилищ. Согласно сообщению Мичиганского государственного университета, это делает гамма-лучи «светом с самой высокой энергией, когда-либо наблюдаемым от Солнца».
«Посмотрев на данные за шесть лет, мы обнаружили этот избыток гамма-лучей, — объяснила Низа. «Когда мы впервые увидели это, мы подумали: «Мы определенно все испортили». Солнце не может быть таким ярким при этих энергиях». ”
Значительное количество гамма-лучей, производимых Солнцем, создается, когда атмосфера нашей звезды сталкивается с заряженными частицами, известными как космические лучи . Эти высокоэнергетические частицы сами создаются во время катаклизмов, происходящих далеко за пределами нашей Солнечной системы, таких как гибель звезды в драматическом взрыве сверхновой или в качестве побочного продукта пирующей черной дыры.
Отклоняясь обратно в космос магнитным полем Солнца, космические лучи взаимодействуют с газами в звездной атмосфере, вызывая образование солнечных гамма-лучей, некоторые из которых поглощаются плотной атмосферой Земли.
Еще в 2011 году телескоп НАСА Ферми показал, что Солнце способно производить чрезвычайно энергичные гамма-лучи, и что звезда создает их примерно в семь раз больше, чем ожидалось на основе более ранних оценок. Однако, по данным Мичиганского государственного университета, обнаружение телескопа Ферми было ограничено возможностями его детектора гамма-излучения, который мог отслеживать только частицы с энергиями до 200 миллиардов электрон-вольт.
Однако HAWC не имеет таких ограничений и способен обнаруживать гамма-лучи, несущие энергию в триллионы электрон-вольт. Расположенный на высоте 13 000 футов над уровнем моря, между вершинами двух спящих вулканов недалеко от Пуэблы, Мексика, HAWC с эстетической точки зрения настолько далек от обычного телескопа, насколько это вообще возможно.
У него нет ни цилиндрической конструкции, как у почтенного космического телескопа Хаббла, ни золотых зеркал и отражателей, как у космического телескопа Джеймса Уэбба, похожего на оригами. Вместо этого HAWC состоит из 300 резервуаров для воды, заполненных примерно 60 000 метрических тонн очищенной воды .
Когда гамма-лучи попадают в атмосферу Земли, они распадаются на фрагменты света и частицы более низкой энергии, известные под общим названием «воздушные ливни». При соприкосновении с резервуарами с водой частицы излучают свет в виде черенковского излучения, которое затем регистрируется приборами HAWC.
Наряду со сбором данных о невероятно энергичной природе гамма-лучей данные HAWC также показали, что они имеют тенденцию возникать, когда Солнце находится в относительно бездействующей фазе своего 11-летнего цикла активности. Двигаясь вперед, ученые будут стремиться ответить на вопрос о том, как магнитное поле Солнца формирует взаимодействие с космическими лучами, порождая гамма-лучи высокой энергии.
«Это показывает, что HAWC дополняет наши знания о нашей галактике при самых высоких энергиях, и открывает вопросы о нашем собственном солнце», — сказала Ниса, одна из почти 100 ученых, принявших участие в работе. «Это заставляет нас смотреть на вещи в другом свете. Буквально.”
Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
