Ученые обнаружили «самый высокий

Jul 03, 2023

Подробнее Ун Ниса

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Недавнее открытие источника света самой высокой энергии, исходящего от Солнца, поставило учёных в тупик.

Новое открытие основано на данных шести лет, оцененных исследователями Мичиганского государственного университета.

Этот тип света, известный как гамма-лучи, обнаруженный от Солнца, намного ярче, чем предсказывали ученые.

«Солнце более удивительно, чем мы думали. Мы думали, что выяснили эту звезду, но это не так», — сказал Мехр Ун Ниса, соавтор исследования, в официальном сообщении.

Солнце излучает энергию нескольких длин волн, одна из которых — видимый свет, несущий около одного электронвольта энергии.

С 1990-х годов ученые предполагают, что гамма-лучи могут производиться Солнцем, когда высокоэнергетические космические лучи из черной дыры или сверхновой сталкиваются с его протонами. Однако ученые предположили, что эти гамма-лучи будут крайне редко достигать Земли.

Удивительно, но Ниса и ее коллеги обнаружили гамма-лучи с необычно высокой энергией в один триллион электронвольт, или один тераэлектронвольт (коротко, 1 ТэВ).

«После изучения данных за шесть лет обнаружился избыток гамма-лучей. Когда мы впервые увидели это, мы подумали; мы определенно все испортили. Солнце не может быть таким ярким при таких энергиях», — сказала Ниса.

В 2011 году прибытие космического гамма-телескопа Ферми НАСА привело к первому наблюдению гамма-лучей с огромной энергией, превышающей миллиард электронвольт.

Измерения Ферми гамма-лучей Солнца оценили максимальную энергию примерно в 200 миллиардов электронвольт.

Новое исследование показывает, что энергия гамма-излучения может значительно превышать эту цифру. Фактически, максимум может простираться до диапазона ТэВ – примерно до 10 ТэВ.

Однако ученые до сих пор не могут понять, как эти гамма-лучи приобретают такую ​​необычайно высокую энергию.

Джордан А. Гудман / Wikimedia Commons

По мнению авторов, гамма-лучи оставляют после себя «характерные следы», которые можно увидеть в атмосфере.

Этот сигнал идентифицировала специализированная Высотная водная Черенковская обсерватория (HAWC).

HAWC не похож на обычный телескоп. Он использует сеть из 300 огромных резервуаров для воды, каждый из которых вмещает около 200 метрических тонн воды. Сеть расположена в Мексике, на высоте более 13 000 футов над уровнем моря, между двумя спящими вулканическими вершинами.

«С этой точки зрения он может наблюдать последствия воздействия гамма-лучей на воздух в атмосфере. Такие столкновения создают так называемые воздушные ливни, которые немного похожи на взрывы частиц, незаметные невооруженным глазом», — поясняется в сообщении.

Когда частицы дождя достигают воды в резервуарах HAWC, они производят так называемое черенковское излучение, которое можно обнаружить с помощью оборудования обсерватории.

«В настоящее время это открытие создает больше вопросов, чем ответов. Ученые-солнечники теперь ломают голову над тем, как именно эти гамма-лучи достигают таких высоких энергий и какую роль магнитные поля Солнца играют в этом явлении», — заключили они.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Аннотация исследования:

Мы сообщаем о первом обнаружении потока γ-лучей ТэВ от солнечного диска (6,3σ) на основе данных за 6,1 года, полученных в обсерватории High Altitude Water Cherenkov (HAWC). Спектр 0,5–2,6 ТэВ хорошо описывается степенным законом dN/dE=A(E/1 ТэВ)−γ, с A=(1,6±0,3)×10−12 ТэВ−1 см−2 с−1 и γ=3,62±0,14. Поток явно указывает на антикорреляцию с солнечной активностью. Эти результаты расширяют яркое, жесткое ГэВ-излучение диска, наблюдаемое с помощью Fermi-LAT, по-видимому, из-за адронных галактических космических лучей, падающих на ядра солнечной атмосферы. Однако современные теоретические модели не могут объяснить детали того, как солнечные магнитные поля формируют эти взаимодействия. Таким образом, обнаружение ТэВ с помощью HAWC углубляет загадку излучения солнечного диска.