Chýbajúci kúsok by mohol súvisieť s nezvyčajnými vzormi vysokej energie vyrážajúcej z povrchu slnka, podľa Science Alert Nedávny výskum.

Sme zvyknutí počuť o slnečných ultrafialových lúčoch, pred ktorými sa chránime opaľovacím krémom. Slnko tiež vyžaruje oveľa silnejšie gama lúče, ktoré sú najenergickejšími vlnami na Zemi Elektromagnetické pole. Každý fotón gama žiarenia nesie miliardu krát viac energie ako ultrafialový fotón.

Gama lúče priamo neovplyvňujú ľudí na zemskom povrchu, pretože fotóny sú absorbované atmosférou. Vedci však skúmajú, či niektoré z týchto vysoko energetických lúčov dokážu sledovať slnečnú aktivitu, ako sú silné výbuchy Slnka, ako sú slnečné erupcie alebo výbuchy na jeho povrchu. Takéto silné udalosti môžu vytvoriť „vesmírne počasie“, ktoré môže zasiahnuť Zem, ovplyvniť operácie satelitov a zničiť železničné alebo elektrické systémy.

Predpovedanie extrémnych slnečných udalostí by znamenalo obrovské zlepšenie v našom chápaní Slnka, podobne ako predpovedanie zemetrasenia skôr, ako k nemu dôjde.

V nedávnej štúdii vedci zistili, že niektoré časti Slnka vyžarujú intenzívnejšie gama lúče ako iné, čo je prekvapujúce zistenie, pretože modely predtým naznačovali, že gama lúče by mali byť na Slnku rovnomerné. Najnovší výskum zistil, že slnečné póly vyžarujú najvyššie žiarenie v momentoch, keď sa severné a južné magnetické polia slnka obrátia.

„Je to o tom, že máme lepšie nástroje na predpovedanie slnečnej aktivity,“ povedal Bruno Arseoli, spoluautor a výskumník na univerzite v Lisabone a na univerzite v Terste. „Možno môžeme použiť tieto nové informácie z veľmi vysokých energií, aby sme pomohli našim modelom predpovedať správanie Slnka.“

Vedecké zdôvodnenie tohto podivného trendu zostáva záhadou, tvrdia autori. Ale magnetické pole Slnka sa pravdepodobne v budúcom roku alebo dvoch zmení, čo vedcom umožní pozorovať tento zvláštny jav v reálnom čase a zhromaždiť viac údajov na vysvetlenie tohto javu.

Symetria pod povrchom slnka

Gama lúče sú kráľmi všetkých energií. Generujú ich najenergickejšie objekty v našom vesmíre, ako sú výbuchy supernov alebo neutrónové hviezdy. Jadrové výbuchy a blesky na Zemi môžu tiež produkovať gama lúče.

Slnko môže vyžarovať aj gama lúče niekoľkými spôsobmi. Keď slnečná erupcia vyšle plyn a plazmu zo svojho povrchu, môžu byť emitované aj gama lúče, ale s relatívne malými energetickými hladinami.

Najväčší zdroj slnečného žiarenia gama prichádza, keď je Slnko bombardované vysoko energetickými časticami vyžarovanými zo supernov a neutrónových hviezd z celého vesmíru, nazývanými kozmické žiarenie. Keď nabitá kozmická častica zasiahne Slnko, obieha okolo nej magnetické pole Slnka a vracia sa von. Na svojej ceste von sa zrazí s plynom na povrchu Slnka a excituje slnečné častice na fotóny gama žiarenia.

Astrofyzik Tim Linden povedal, že k tejto premene gama lúčov môže dôjsť v hĺbke 100 až 1000 kilometrov pod povrchom Slnka, kde je magnetické pole dostatočne silné na to, aby odklonilo kozmické žiarenie.

„S gama lúčmi na Slnku môžeme vidieť niekoľko tisíc kilometrov nižšie,“ povedal Linden, astrofyzik zo Štokholmskej univerzity, ktorý sa nezúčastnil novej štúdie. „Ktoré Mohlo by vám to poskytnúť sondu do toho, čo sa deje hlboko pod povrchom Slnka.

Slnečná aktivita nie je stála. Každých 11 rokov prechádza naša hostiteľská hviezda kostýmovou zmenou, keď jej severné a južné magnetické póly menia polohu, čo je známe ako slnečný cyklus. Pri preklápaní pólov sa mení úroveň aktivity na povrchu slnka. Slnko je najmenej aktívne na začiatku, známe ako slnečné minimum, a najaktívnejšie okolo stredu, keď sa oficiálne preklopia magnetické póly, známe ako slnečné maximum. Očakáva sa, že Slnko dosiahne slnečné maximum v priebehu budúceho roka.

V novej štúdii výskumníci študovali, ako sa slnečné gama žiarenie mení počas celého slnečného cyklu, pomocou údajov zozbieraných z vesmírneho teleskopu Fermiho gama žiarenia NASA. Zistili, že gama žiarenie bolo najintenzívnejšie na póloch Slnka, kde počas cyklu vrcholila slnečná aktivita, čo sa zhodovalo s formálnou inverziou magnetických polí.

„Bolo to neočakávané,“ povedal Arceoli. „Je to len niečo nové, čo objavujeme o slnku.“

Linden dodal, že tento objav bol prekvapivý, pretože skutočná sila magnetického poľa Slnka sa počas 11-ročného obdobia príliš nemení. Počas vrcholnej aktivity sa magnetické pole Slnka viac zamotáva, čo vedie k väčšej aktivite, ako sú erupcie a výbuchy na povrchu, ale celková sila sa nemusí nutne meniť.

„Nikto nemal žiadny model, ktorý by hovoril, že určité časti Slnka budú jasnejšie ako iné ako funkcia slnečného cyklu,“ povedal Linden, ale predchádzajúce štúdie naznačili nezvyčajný vzor. Ukázal, že určité oblasti Slnka sú jasnejšie ako iné v A Predchádzajúce štúdiumTáto nová štúdia však analyzuje trendy podrobnejšie.

Teraz musíme preskúmať modely a pochopenie gama energií nášho Slnka. Pretože táto naklonená štruktúra sa objavuje v čase, keď Slnko prechádza cez svoje magnetické jadro, je možné, že gama lúče súvisia s magnetickou formáciou a slnečnou aktivitou, povedal Arcioli.

Elena Orlando, autorka štúdie a výskumníčka na Univerzite v Terste a Stanfordskej univerzite, uviedla, že presné vysvetlenie zostáva záhadou. Jednou z myšlienok by mohlo byť, že kozmické lúče dopadajú počas slnečného maxima na rôzne oblasti. Alebo možno je na póloch počas slnečného maxima niečo zvláštne, čo priťahuje viac kozmického žiarenia, aby sa k nim dostalo. Môže existovať aj úplne iný výklad.

„To naznačuje, že gama lúče nesú informácie o slnečnej aktivite,“ povedal Arseoli. „Tak trochu to otvára novú oblasť štúdia pre toto združenie.“

Potenciálny nástroj na predpovedanie slnečnej aktivity

Predpovedať extrémnu slnečnú udalosť je ako predpovedať zemetrasenie. Podpovrchové procesy sa začínajú posúvať a môžu viesť k aktivite na povrchu, ale je ťažké presne predpovedať kedy a kde.

„Táto štúdia pomáha rozšíriť naše znalosti o tom, kde presne vznikajú gama lúče na povrchu Slnka,“ povedal časticový fyzik Mihr On Nisa, ktorý sa na štúdii nezúčastnil.

Predchádzajúce štúdie tiež naznačili, že gama lúče nežiaria rovnomerne cez Slnko, ale toto je prvá štúdia, ktorá ukazuje zmenu počas vrcholnej slnečnej aktivity.

Orlando povedal, že gama lúče by mohli pomôcť získať skorý pohľad na procesy na povrchu a poskytnúť informácie o všeobecnom stave Slnka. Napríklad zvýšenie gama žiarenia na póloch by mohlo naznačovať, že magnetické pole Slnka je v procese obrátenia a že aktivita Slnka sa zvyšuje, čo vedie k ďalším slnečným erupciám, ktoré by mohli zasiahnuť Zem.

Budúce štúdie by sa tiež mohli pozrieť na to, ako sa mení gama žiarenie predtým, ako dôjde k veľkej slnečnej erupcii, povedal Linden, pričom tieto pozorovania môžu potenciálne použiť ako nástroj na predpovedanie – podobne ako určiť, či bude na Zemi pršať kvôli poveternostným podmienkam.

„Rovnaké magnetické polia, ktoré sú zodpovedné za moduláciu vysokoenergetických častíc, ktoré produkujú tieto gama lúče, sú tiež zodpovedné za odlivy a toky vesmírneho počasia,“ povedala Nyssa. „Bez ohľadu na to, či je život narušený vesmírnym počasím, správne pochopenie fyziky našej najbližšej hviezdy len zvýši naše znalosti o našom mieste vo vesmíre.“

Tento článok je súčasťou Skrytá planétastĺpec, ktorý skúma úžasnú, neočakávanú a bizarnú vedu o našej planéte a mimo nej.