Ученые раскрыли давнюю загадку мощного гамма-излучения солнечных вспышек
Физики-солнечники из Центра исследований Солнца и Земли Нью-Джерсийского технологического института (NJIT-CSTR) объявили об обнаружении ранее неизвестного источника мощного гамма-излучения, которое десятилетиями наблюдалось во время самых сильных солнечных вспышек, но оставалось загадкой. Открытие, описанное в журнале Nature Astronomy, стало возможным благодаря анализу данных от мощной вспышки класса X8.2, произошедшей 10 сентября 2017 года.
Исследователи сопоставили измерения гамма-излучения высоких энергий, полученные космическим телескопом NASA «Ферми», с детальными радионаблюдениями в микроволновом диапазоне от солнечного радиотелескопа EOVSA (Расширенный массив Овенс-Вэлли). Этот комплексный анализ позволил впервые локализовать в солнечной короне, в области, обозначенной как «Область интереса 3» (ROI 3), уникальную популяцию ускоренных частиц. Эти частицы обладают энергией в несколько миллионов электронвольт (МэВ), что в сотни и тысячи раз превышает энергию типичных частиц солнечных вспышек, и движутся со скоростями, близкими к скорости света.
Как пояснил ведущий автор , профессор физики Грегори Флейшман, именно эти частицы, сталкиваясь с веществом в атмосфере Солнца, генерируют наблюдаемое гамма-излучение через процесс тормозного излучения. Особенность открытой популяции в том, что в ней преобладают частицы с очень высокой энергией (порядка МэВ), в то время как частиц с меньшей энергией относительно мало, что нехарактерно для стандартных моделей ускорения во вспышках.
Это открытие заполняет критический пробел в понимании физики солнечных вспышек, подтверждая теории о способности Солнца за счет высвобождения накопленной магнитной энергии эффективно разгонять частицы до экстремальных энергий. Полученные данные важны для совершенствования моделей солнечной активности и, как следствие, для повышения точности прогнозирования космической погоды, влияющей на работу спутников и земной инфраструктуры.
В настоящее время перед учеными стоит новая задача — определить, являются ли эти высокоэнергетические частицы электронами или позитронами. Ожидается, что модернизация радиотелескопа EOVSA до версии EOVSA-15, которая включает установку 15 новых антенн, позволит в будущем получить ответ на этот вопрос путем измерения поляризации микроволнового излучения.