08.02.2024, 14:30
Дарья Губина
632

Гамма-излучение Солнца оказалось несимметричным

❋ 4.7

Ученые объединили данные наблюдений за 14 лет в единую визуализацию гамма-излучения Солнца. Оно оказалось неравномерным и несимметричным, вопреки ожиданиям.

Гамма-излучение Солнца
Иллюстрация плотности гамма-излучения с энергиями от пяти до 150 гигаэлектронвольт на фотон, исходившего от Солнца с октября 2013 года по январь 2015-го. Данные собирала гамма-обсерватория «Ферми». На заднем плане: псевдоцветной снимок Солнца в ультрафиолете, сделанный Обсерваторией солнечной динамики в декабре 2014 года / © Arsioli and Orlando 2024 & NASA, SDO, Duberstein / Автор: Владимир Богданов

Солнце — один из самых ярких источников гамма-излучения на небе. Один из главных механизмов появления этого гамма-излучения — столкновения космических лучей со звездой и ее магнитным полем. Так как космические лучи прилетают со всех сторон, ученые предполагали, что и гамма-излучение от Солнца будет относительно равномерным.

Тут важно помнить, что активность нашей звезды циклична, и это добавляет сложности исследованиям ее излучения. Каждые 11 лет Солнце проходит через фазы минимума и максимума активности. На максимуме «переворачиваются» полюса его магнитного поля. Поэтому для понимания процессов образования гамма-излучения стоит анализировать данные в привязке к фазам цикла.

В 2022 году астроном Тим Линден из Университета штата Огайо (США) и его коллеги проанализировали гамма-данные, собранные обсерваторией «Ферми» с 2008-го по 2020-й, полностью захватив последний 11-летний цикл. Они брали излучение с энергией от 100 мегаэлектронвольт до 100 гигаэлектронвольт. Тогда ученые обнаружили неожиданную отрицательную корреляцию между солнечной активностью и гамма-излучением. То есть гамма-лучей было больше при минимальной активности Солнца.

В новой работе другая группа ученых объединила в единую визуализацию данные за 14 лет наблюдений «Ферми»: с августа 2008 года по январь 2022-го. Причем тут они брали излучение с энергиями от пяти до 150 гигаэлектронвольт. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal.

Прежде чем анализировать данные, астрономы «вырезали» из них все известные случаи, когда Солнце пролетало на фоне «загрязнителей»: галактического диска, блазаров, известных гамма-источников, гамма-вспышек и так далее.

Оказалось, распределение гамма-излучения неравномерно: полюса часто становятся ярче. Более того, между ними есть разница.

«На южном полюсе есть излишек лучей высоких энергий, фотонов с энергиями от 20 до 150 гигаэлектронвольт, а большинство менее энергичных фотонов прилетают с северного полюса», — объяснил главный автор исследования Бруно Арзиоли из Института астрофизики и космических наук (Португалия).

График гамма-излучения с энергиями от пяти до 150 гигаэлектронвольт на фотон. На иллюстрации слева желтым и оранжевым подсвечиваются области с самой высокой плотностью высокоэнергетических фотонов. Точка пересечения графиков справа — это момент «переворота» полюсов Солнца / © Arsioli e Orlando 2024 & NASA / SDO / Duberstein

Как отметили авторы, их исследование показало, насколько важно не брать «усредненные» значения за длительные периоды наблюдений, потому что так можно упустить ассиметричные изменения.

«Мы продемонстрировали сильную корреляцию между асимметрией солнечного гамма-излучения и переворотом магнитного поля Солнца. Это показало, что, возможно, есть связь между солнечной астрономией, физикой частиц и физикой плазмы», — прокомментировала Елена Орландо, соавтор исследования из Стэнфордского университета.

В 2024-2025 годах Солнце пройдет очередной максимум, полюса снова перевернутся. Ученые планируют дополнить свою работу новыми данными. Во-первых, более глубокое понимание процессов на нашей звезде позволит делать более точные прогнозы космической погоды. Это позволит лучше защищать как инструменты спутников, так и электронную инфраструктуру на Земле. Во-вторых, чем больше данных, тем физики ближе к разгадке того, почему Солнце в гамма-диапазоне светится в десять раз ярче, чем они ожидали.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
14 сентября, 07:49
Марк Чернов

Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.

14 сентября, 11:27
Марк Чернов

Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.

14 сентября, 10:27
Игорь Байдов

Падение астероида примерно 66 миллионов лет назад запустило цепь событий, которые привели к вымиранию нептичьих динозавров. Однако некоторые группы пресмыкающихся пережили эту катастрофу и начали быстро восстанавливаться. Всего через несколько сотен тысяч лет после случившегося в реках Северной Америки уже охотился двухметровый хищник с необычными зубами, способными дробить твердую пищу. Его остатки помогли ученым понять, как аллигаторы развивались практически сразу после вымирания.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

8 сентября, 15:58
Елизавета З.

В конце августа 2026 года американские военные впервые применили высокоэнергетическую лазерную систему. С тех пор активность дронов у мексиканской границы снизилась примерно на 75%.

11 сентября, 10:25
Александр Березин

Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий