Откриха най-мощното лъчение от Слънцето
Секция: Наука
05 Август 2023 13:40
Моля, помислете за околната среда, преди да вземете решение за печат на този материал.
Вашата Информационна агенция "КРОСС".

Please consider the environment before deciding to print this article.
Information agency CROSS
Откриха най-мощното лъчение от Слънцето

/КРОСС/ Понякога най-доброто място за скриване на тайна е посред бял ден. Просто попитайте Слънцето. „Слънцето е по-изненадващо, отколкото смятахме - казва Мехр Ун Ниса от Мичиганския университет. - Мислехме, че сме разбрали тази звезда, но не е така."

Ниса е автор на нова статия в списанието Physical Review Letters, която описва подробно откритието на светлината с най-висока енергия, наблюдавана някога от Слънцето. Международният екип учени зад откритието е установил също, че този тип светлина, известна като гама-лъчи, е изненадващо ярка. Тоест има повече от нея, отколкото учените са очаквали, пише Phys.org.

Въпреки че високоенергийната светлина не достига повърхността на Земята, тези гама-лъчи създават издайнически сигнатури, които са открити от Ниса и нейните колеги, работещи с обсерваторията High-Altitude Water Cherenkov Observatory, или HAWC.

HAWC е важна част от историята. За разлика от други обсерватории тя работи денонощно.

„Сега разполагаме с техники за наблюдение, които не бяха възможни преди няколко години - казва Ниса, която работи в Катедрата по физика и астрономия в Колежа по естествени науки. - В този конкретен енергиен режим други наземни телескопи не могат да наблюдават Слънцето, защото работят само през нощта. Нашата работи 24 часа, 7 дни в седмицата."

HAWC изглежда много по-различно от типичния телескоп. Вместо тръба, оборудвана със стъклени лещи, HAWC използва мрежа от 300 големи водни резервоара, всеки пълен с около 200 метрични тона вода. Мрежата е сгушена между два спящи вулканични върха в Мексико, на повече от 4000 м над морското равнище.

От тази гледна точка HAWC може да наблюдава последиците от гама-лъчите, удрящи въздуха в атмосферата. Такива сблъсъци създават така наречените въздушни дъждове, които са като експлозии на частици, незабележими с невъоръжено око.

Енергията на гама-лъча се освобождава и преразпределя между нови фрагменти, състоящи се от частици с по-ниска енергия и светлина. Именно тези частици и новите частици, които създават по пътя си надолу, може да „види" HAWC. Когато частиците на този въздушен дъжд взаимодействат с водата в резервоарите на HAWC, те създават това, което е известно като излъчване на Черенков. 

Ниса и нейните колеги започнали да събират данни през 2015 г. През 2021 г. екипът натрупал достатъчно данни, за да започне да изследва слънчевите гама-лъчи.

„След като разгледахме данни за шест години, изскочи този излишък от гама-лъчи - казва Ниса. - Когато го видяхме за първи път, си казахме: „Определено сбъркахме.

Слънцето не може да бъде толкова ярко при тези енергии." Слънцето излъчва много светлина, обхващаща редица енергии, но някои енергии са по-изобилни от други. Например чрез своите ядрени реакции Слънцето осигурява видима светлина - тоест светлината, която виждаме. Тази форма на светлина носи енергия от около 1 електронволт, което е удобна мерна единица във физиката.

Гама-лъчите, които Ниса и нейните колеги наблюдавали, били около 1 трилион електронволта, или 1 тераелектронволт, съкратено 1 TeV. Не само това енергийно ниво било изненадващо, но и фактът, че наблюдавали толкова много от него.

През 90-те години на миналия век учените прогнозират, че Слънцето може да произвежда гама-лъчи, когато високоенергийни космически лъчи - частици, ускорени от обект като черна дупка или свръхнова - се разбиват в протони на Слънцето. Но въз основа на това, което се знае за космическите лъчи и Слънцето, изследователите също предположили, че ще бъде рядкост тези гама-лъчи да достигат до Земята. 

По онова време обаче не е имало инструмент, способен да открива толкова високоенергийни гама-лъчи. Първото наблюдение на гама-лъчи с енергия над един милиард електронволта е от космическия телескоп Fermi на НАСА през 2011 г.

Когато телескоп се изстреля в Космоса, има ограничение за това колко големи и мощни могат да бъдат неговите детектори. Измерванията на телескопа Fermi на слънчевите гама-лъчи достигат около 200 милиарда електронволта.

Учени под ръководството на Джон Биком и Аника Питър, професори в Университета в Охайо, насърчили сътрудничеството с HAWC. То включва повече от 30 институции в Северна Америка, Европа и Азия и значителна част от тях е представена от близо 100-те автори на новия документ.

Сега за първи път екипът показал, че енергиите на слънчевите лъчи се простират в диапазона TeV, до почти 10 TeV, което наистина, изглежда, че е максимумът, казва Ниса. В момента откритието повдига повече въпроси, отколкото да дава отговори.

Учените ще търсят отговори на въпросите как точно тези гама лъчи постигат толкова високи енергии и каква роля играят магнитните полета на Слънцето в това явление, казва Ниса.

Когато става въпрос за Космоса обаче, това е част от вълнението. Това ни казва, че има нещо нередно, липсващо или може би и двете, когато става въпрос за това как разбираме нашата най-близка и най-скъпа звезда.