Ученые обнаружили, что Солнце производит свет с более высокой энергией, чем считалось возможным. Телескоп необычного типа обнаружил гамма-лучи с энергией более 1 тераэлектронвольта (ТэВ), что по меньшей мере в пять раз превышает энергию, известную ранее.
Солнце излучает свет, охватывающий широкий диапазон энергий, от инфракрасного через видимый свет и до ультрафиолетового. Ранее было предсказано, что Солнце может производить гамма-лучи — электромагнитное излучение с наивысшей энергией — посредством взаимодействия с космическими лучами из далеких источников, но они редко достигают Земли, чтобы их можно было обнаружить.
Несколько десятилетий спустя эти гамма-лучи были в конечном итоге обнаружены космическим гамма-телескопом НАСА «Ферми» в 2011 году. С тех пор все больше и больше наблюдений Ферми обнаружил, что Солнце производит примерно в семь раз больше гамма-лучей, чем было предсказано. Их энергия была обнаружена на уровне до 200 гигаэлектронвольт (ГэВ), что является верхним пределом, который может уловить Ферми. Поэтому для нового исследования ученые использовали другой инструмент, чувствительность которого превышает этот предел.
Инструмент, о котором идет речь, называется Высокогорной водной черенковской обсерваторией (HAWC), и он работает не так, как ваш обычный телескоп. Он состоит из серии из 300 больших резервуаров, наполненных 200 тоннами воды каждый. Когда гамма-лучи сталкиваются с молекулами в атмосфере Земли, они создают каскад частиц с более низкой энергией, которые могут взаимодействовать с молекулами воды в этих больших резервуарах. Чувствительные инструменты отслеживают эти взаимодействия, и ученые могут работать в обратном направлении, чтобы рассчитать энергию исходного гамма-излучения.
Используя данные HAWC, собранные в период с 2015 по 2021 год, исследователи обнаружили, что Солнце испускает гамма-лучи с энергиями, намного превышающими ту, которую обнаружил Ферми. Они достигли энергий в масштабе ТэВ, а некоторые всплески достигли почти 10 ТэВ.
«Посмотрев на данные за шесть лет, мы обнаружили этот избыток гамма-лучей, — сказал Мехр Ун Ниса. соответствующий автор исследования. «Когда мы впервые увидели это, мы подумали: «Мы определенно все испортили». Солнце не может быть таким ярким при этих энергиях».
Но огромное количество данных за эти шесть лет показало, что это было так. Команда говорит, что именно то, как Солнце их производит, остается загадкой, но дальнейшие исследования позволят выяснить, как их энергия становится такой высокой и какую роль может играть магнитное поле Солнца.
Исследование было опубликовано в журнале Письма с физическим обзором.
