Remiantis „Science Alert“, trūkstamas gabalas gali būti susijęs su neįprastais didelės energijos, išsiveržiančios iš saulės paviršiaus, modeliais. Naujausi tyrimai.

Esame įpratę girdėti apie saulės ultravioletinius spindulius, nuo kurių apsisaugome nuo apsauginių kremų. Saulė taip pat skleidžia daug stipresnius gama spindulius, kurie yra energingiausios bangos Žemėje Elektromagnetinis laukas. Kiekvienas gama spindulių fotonas neša milijardą kartų daugiau energijos nei ultravioletinis fotonas.

Gama spinduliai tiesiogiai neveikia žmonių Žemės paviršiuje, nes fotonus sugeria atmosfera. Tačiau mokslininkai tiria, ar kai kurie iš šių labai energingų spindulių gali sekti saulės aktyvumą, pavyzdžiui, galingus Saulės protrūkius, tokius kaip saulės blyksniai ar sprogimai jos paviršiuje. Tokie galingi įvykiai gali sukurti „kosminį orą“, kuris gali smogti Žemei, paveikti palydovų operacijas ir sunaikinti geležinkelio ar elektros sistemas.

Ekstremalių saulės įvykių numatymas labai pagerintų mūsų supratimą apie Saulę, kaip ir žemės drebėjimo nuspėjimas prieš jam įvykstant.

Neseniai atliktame tyrime mokslininkai išsiaiškino, kad kai kurios Saulės dalys skleidžia intensyvesnius gama spindulius nei kitos. Naujausiais tyrimais nustatyta, kad saulės ašigaliai didžiausią spinduliuotę skleidžia tais momentais, kai Saulės šiaurinis ir pietinis magnetiniai laukai pasikeičia.

„Kalbama apie geresnius saulės aktyvumo prognozavimo įrankius“, – sakė Lisabonos ir Triesto universiteto bendraautorius ir tyrėjas Bruno Arseoli. „Galbūt mes galime panaudoti šią naują labai didelės energijos informaciją, kad padėtume mūsų modeliams numatyti Saulės elgesį.”

Pasak autorių, mokslinis šios keistos tendencijos pagrindimas tebėra paslaptis. Tačiau Saulės magnetinis laukas greičiausiai apsisuks per ateinančius metus ar dvejus, todėl mokslininkai galės stebėti šį keistą reiškinį realiuoju laiku ir surinkti daugiau duomenų šiam reiškiniui paaiškinti.

Simetrija po saulės paviršiumi

Gama spinduliai yra visos energijos karaliai. Juos generuoja patys energingiausi mūsų visatos objektai, tokie kaip supernovos sprogimai ar neutroninės žvaigždės. Branduoliniai sprogimai ir žaibai Žemėje taip pat gali sukelti gama spindulius.

Saulė taip pat gali skleisti gama spindulius keliais būdais. Kai saulės išsiveržimas iš savo paviršiaus siunčia dujas ir plazmą, gama spinduliai taip pat gali būti išspinduliuojami, bet palyginti mažo energijos lygio.

Didžiausias saulės gama spinduliuotės šaltinis atsiranda, kai Saulę bombarduoja labai energingos dalelės, skleidžiamos iš supernovų ir neutroninių žvaigždžių visoje visatoje, vadinamų kosminiais spinduliais. Kai įkrauta kosminė dalelė atsitrenkia į Saulę, aplink ją skrieja Saulės magnetinis laukas ir grįžta. Išeidamas jis susiduria su dujomis ant Saulės paviršiaus ir sužadina saulės daleles į gama spindulių fotonus.

Astrofizikas Timas Lindenas teigė, kad ši gama spindulių konversija gali įvykti 100–1000 kilometrų gylyje žemiau saulės paviršiaus, kur magnetinis laukas yra pakankamai stiprus, kad nukreiptų kosminius spindulius.

„Su gama spinduliais Saulėje matome kelis tūkstančius kilometrų žemiau“, – sakė naujame tyrime nedalyvavęs Stokholmo universiteto astrofizikas Lindenas. „Kuris Tai gali suteikti jums zondą, kas vyksta giliai po Saulės paviršiumi.

Saulės aktyvumas nėra pastovus. Kas 11 metų mūsų priimančiosios žvaigždės kostiumas keičiasi, kai keičiasi jos šiaurinis ir pietinis magnetiniai poliai, vadinami saulės ciklu. Kai ašigaliai apsiverčia, pasikeičia aktyvumo lygis saulės paviršiuje. Saulė yra mažiausiai aktyvi pradžioje, žinoma kaip saulės minimumas, ir aktyviausia maždaug viduryje, kai oficialiai apsiverčia magnetiniai poliai, vadinami saulės maksimumu. Manoma, kad artimiausiais metais Saulė pasieks maksimumą.

Naujajame tyrime mokslininkai ištyrė, kaip saulės gama spinduliuotė kinta per visą saulės ciklą, naudodamiesi NASA Fermi gama spindulių kosminio teleskopo surinktais duomenimis. Jie nustatė, kad gama spinduliuotė buvo intensyviausia Saulės ašigaliuose, kur saulės aktyvumas pasiekė aukščiausią tašką ciklo metu, sutampančiu su formalia magnetinių laukų inversija.

„Tai buvo netikėta”, – sakė Arceoli. „Tai tik kažkas naujo, ką mes atrandame apie saulę.

Lindenas pridūrė, kad šis atradimas nustebino, nes tikrasis Saulės magnetinio lauko stiprumas per 11 metų beveik nesikeičia. Didžiausio aktyvumo metu Saulės magnetinis laukas labiau susipainioja, todėl paviršiuje atsiranda daugiau aktyvumo, pvz., blyksnių ir sprogimų, tačiau bendras stiprumas nebūtinai keičiasi.

„Niekas neturėjo modelio, kuris sakytų, kad tam tikros Saulės dalys būtų ryškesnės už kitas, atsižvelgiant į saulės ciklo funkciją“, – sakė Lindenas, tačiau ankstesni tyrimai užsiminė apie neįprastą modelį. Jis parodė, kad kai kurios Saulės sritys yra ryškesnės nei kitos A Ankstesnis tyrimasTačiau šiame naujame tyrime tendencijos analizuojamos išsamiau.

Dabar reikia peržiūrėti mūsų Saulės gama energijos modelius ir supratimą. Kadangi ši nelinksma struktūra atsiranda tuo metu, kai Saulė praeina pro savo magnetinę šerdį, gali būti, kad gama spinduliai yra susiję su magnetiniu formavimusi ir saulės aktyvumu, sakė Arcioli.

Elena Orlando, tyrimo autorė ir tyrėja iš Triesto ir Stanfordo universitetų, teigė, kad tikslus paaiškinimas tebėra paslaptis. Viena idėja gali būti ta, kad kosminiai spinduliai pasiekia skirtingus regionus saulės maksimumo metu. O gal yra kažkas ypatingo apie ašigalius per saulės maksimumą, kuris pritraukia daugiau kosminių spindulių, kad juos pasiektų. Taip pat gali būti visiškai kitokia interpretacija.

„Tai rodo, kad gama spinduliai neša informaciją apie saulės aktyvumą”, – sakė Arseoli. „Tai tarsi atveria naują šios asociacijos studijų sritį.

Galimas saulės aktyvumo prognozavimo įrankis

Ekstremalaus saulės įvykio numatymas prilygsta žemės drebėjimo prognozavimui. Požeminiai procesai pradeda keistis ir gali sukelti aktyvumą paviršiuje, tačiau sunku tiksliai numatyti, kada ir kur.

„Šis tyrimas padeda išplėsti mūsų žinias apie tai, kur tiksliai Saulės paviršiuje atsiranda gama spinduliai“, – sakė tyrime nedalyvavęs dalelių fizikas Mihr On Nisa.

Ankstesni tyrimai taip pat parodė, kad gama spinduliai nevienodai šviečia visoje Saulėje, tačiau tai yra pirmasis tyrimas, parodantis pokytį didžiausio saulės aktyvumo metu.

Orlando teigė, kad gama spinduliai gali padėti anksti pažvelgti į paviršiuje vykstančius procesus ir duoti užuominų apie bendrą Saulės būklę. Pavyzdžiui, gama spinduliuotės padidėjimas ties ašigaliais gali reikšti, kad Saulės magnetinis laukas keičiasi ir kad Saulės aktyvumas didėja, o tai gali sukelti daugiau saulės blyksnių, galinčių pasiekti Žemę.

Būsimuose tyrimuose taip pat būtų galima pažvelgti į tai, kaip keičiasi gama spinduliuotė prieš įvykstant dideliam saulės pliūpsniui, sakė Lindenas, galintis naudoti stebėjimus kaip prognozavimo įrankį – panašiai kaip nustatant, ar Žemėje lis lietus dėl oro sąlygų.

„Tie patys magnetiniai laukai, kurie yra atsakingi už didelės energijos dalelių, kurios gamina šiuos gama spindulius, moduliavimą taip pat yra atsakingi už kosminių orų atoslūgius ir srautus“, – sakė Nyssa. „Nepriklausomai nuo to, ar kosminis oras sutrikdo gyvenimą, tinkamai suprasdami artimiausios žvaigždės fiziką tik padidinsime žinias apie mūsų vietą visatoje.”

Šis straipsnis yra dalis Paslėpta planetastulpelis, kuriame tyrinėjamas nuostabus, netikėtas ir keistas mokslas apie mūsų planetą ir už jos ribų.