_ Va rezolva acest nou maxim solar puzzle-ul imaginii cu raze gamma a soarelui?

Un nou studiu, publicat în The Astrophysical Journal, a produs un film comprimat de 14 ani al soarelui observat în razele gamma, un instrument de vizualizare care a dezvăluit că – spre deosebire de distribuția uniformă așteptată a acestor fotoni de înaltă energie – discul solar poate deveni mai luminos în regiunile polare. Această tendință ca strălucirea soarelui în razele gamma să fie dominantă la cele mai înalte latitudini este evidentă în timpul vârfului activității solare, așa cum a putut fi observat în iunie 2014.

Studiul, condus de Bruno Arsioli, de la Institutul de Astrofizică și Științe Spațiale (IA), din Portugalia, și Facultatea de Științe a Universității din Lisabona, ar putea contribui la înțelegerea procesului încă necunoscut care face ca soarele să strălucească de 10 ori mai strălucitor în raze gamma decât se așteaptă fizicienii . De asemenea, poate informa prognozele meteo în spațiu.

Razele gamma solare sunt produse în haloul stelei noastre și în erupțiile solare, dar sunt și eliberate de pe suprafața acesteia. „Soarele este asalt cu particule apropiate de viteza luminii care vin dincolo de galaxia noastră în toate direcțiile”, spune Bruno Arsioli. „Aceste așa-numite raze cosmice sunt încărcate electric și sunt deviate de câmpurile magnetice ale soarelui. Cele care interacționează cu atmosfera solară produc o ploaie de raze gamma.”

Oamenii de știință au crezut că aceste averse au șanse egale de a fi văzut oriunde peste discul solar. Ceea ce sugerează această lucrare este că razele cosmice ar putea interacționa cu câmpul magnetic al soarelui și, astfel, produc o distribuție a razelor gamma care nu este uniformă pe toate latitudinile stelei noastre.

„Am detectat, de asemenea, o diferență de energie între stâlpii”, adaugă Bruno Arsioli. „În polul sud există un surplus de emisii de energie mai mare, de fotoni cu 20 până la 150 GeV, în timp ce majoritatea fotonilor mai puțin energici provin de la polul nord”. Oamenii de știință nu au încă o explicație pentru această asimetrie.

În timpul maximului ciclului de activitate solară, este evident că razele gamma sunt radiate mai des la latitudini mai mari. Aceștia au fost concentrați în special pe polii solari în iunie 2014, la inversarea câmpului magnetic solar. Acesta este momentul în care dipolul câmpului magnetic al soarelui își schimbă cele două semne, un fenomen ciudat despre care se știe că se întâmplă la vârful activității solare, o dată la 11 ani.

„Am găsit rezultate care ne provoacă înțelegerea actuală. a soarelui și a mediului său”, spune Elena Orlando, de la Universitatea din Trieste, INFN și Universitatea Stanford, și coautor al acestui studiu.

„Am demonstrat o corelație puternică a asimetriei în solar. emisie de raze gamma în coincidență cu inversarea câmpului magnetic solar, care a dezvăluit o posibilă legătură între astronomia solară, fizica particulelor și fizica plasmei.”

Datele folosite provin din 14 ani de observații cu gama gamma. satelitul cu raze Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT), între august 2008 și ianuarie 2022. Această perioadă a acoperit un ciclu solar complet, de la un minim la altul, cu vârf în 2014.

Unul dintre provocările a fost de a dezlega emisiile solare de numeroasele alte surse de raze gamma de pe cerul de fundal, străbătute de traiectoria aparentă a soarelui. Bruno Arsioli și colega sa Elena Orlando au produs un instrument pentru a integra toate evenimentele solare cu raze gamma într-o fereastră de ordinul 400 până la 700 de zile, iar această fereastră poate aluneca pe o perioadă de 14 ani.

Prin această vizualizare au devenit clare momentele exceselor polare, precum și discrepanța energetică dintre nord și sud.

„Studiul emisiilor de raze gamma de la soare reprezintă o nouă fereastră pentru a investiga și înțelege procesele fizice care au loc în atmosfera stelei noastre”, spune Arsioli. „Care sunt procesele care creează aceste excese la poli? Poate că există mecanisme suplimentare care generează raze gamma care depășesc interacțiunea razelor cosmice cu suprafața soarelui.”

Totuși, dacă rămânem la razele cosmice, ele pot funcționa ca o sondă a atmosferei solare interioare. Analiza acestor observații Fermi-LAT motivează și o nouă abordare teoretică care ar trebui să ia în considerare o descriere mai detaliată a câmpurilor magnetice ale soarelui.

Posibila legătură între producția de raze gamma de către soare și perioadele sale spectaculoase. de erupții solare mai frecvente și ejecții de masă coronală, iar între acestea și modificările configurației magnetice a stelei noastre, pot ajuta la îmbunătățirea modelelor fizice care prezic activitatea solară. Acestea stau la baza prognozelor meteo spațiale, esențiale pentru protejarea instrumentelor de pe sateliți din spațiu și telecomunicații și alte infrastructuri electronice de pe Pământ.

„În 2024 și anul viitor vom experimenta un nou maxim solar, și încă unul. inversarea polilor magnetici ai Soarelui a început deja. Ne așteptăm ca până la sfârșitul anului 2025 să reevaluăm dacă inversarea câmpurilor magnetice este urmată de un surplus în emisiile de raze gamma de la poli", spune Bruno Arsioli.

Dar razele gamma solare sunt probabil să aibă mai multe de dezvăluit și să solicite o atenție suplimentară. Acest studiu va consolida argumentul științific pentru monitorizarea continuă a soarelui de către următoarea generație de observatoare spațiale cu raze gamma.

„Dacă se stabilește că emisiile mari de energie transportă într-adevăr informații despre activitatea solară, atunci următoarea misiune ar trebui să fie planificată pentru a furniza date în timp real despre emisiile de raze gamma de la soare”, spune Arsioli.

(Fluierul)