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.