Фізики вперше пояснили нові аномальні спалахи на Сонці

Фізики Сонця з Центру сонячно‑земних досліджень Університету Нью‑Джерсі повідомили про відкриття джерела інтенсивних гамма‑променів, які виникають під час найпотужніших сонячних спалахів. Дослідження опубліковане в журналі Nature Astron­o­my.

Вчені вперше зафіксували новий клас високоенергетичних частинок у верхніх шарах атмосфери Сонця. Саме вони відповідальні за загадкові сигнали гамма‑випромінювання, які десятиліттями спостерігали під час великих спалахів.

Під час спалаху класу X8.2, що стався 10 вересня 2017 року, було виявлено трильйони частинок із енергіями у кілька мільйонів електронвольт. Це у сотні й тисячі разів більше, ніж у типових частинок спалаху. Вони рухалися майже зі швидкістю світла. За словами дослідників, гамма‑промені виникають завдяки процесу гальмівного випромінювання, коли заряджені частинки стикаються з матеріалом сонячної атмосфери й випромінюють світло високої енергії.

Щоб визначити джерело сигналів, команда поєднала дані телескопа NASA Fer­mi Gamma‑ray Space Tele­scope та радіоінтерферометра Expand­ed Owens Val­ley Solar Array у Каліфорнії. Аналіз показав, що гамма‑ та мікрохвильові сигнали збігаються у певній ділянці корони Сонця, що вказує на існування унікальної популяції частинок із піком на рівні MeV.

Ця популяція відрізняється від звичайних електронів: більшість частинок мають надвисокі енергії, тоді як низькоенергетичних майже немає. Моделювання підтвердило, що саме вони відповідають за гамма‑спектр. Спостереження також узгоджуються з теоріями про прискорення частинок завдяки вивільненню магнітної енергії під час спалахів.

Дослідники зазначають, що відкриття заповнює критичну прогалину у фізиці сонячних спалахів і може суттєво покращити моделі сонячної активності, що важливо для прогнозування космічної погоди. У майбутньому додаткові спостереження забезпечить модернізований масив EOVSA‑15, який отримає нові антени та широкосмугові приймачі. Одним із ключових питань залишається визначення, чи є ці частинки електронами чи позитронами. Відповідь може дати вимірювання поляризації мікрохвильових сигналів під час наступних спалахів.