Rekordowe promieniowanie ze Słońca. Naukowcy myśleli, że to błąd
Słońce to nie tylko źródło światła i ciepła dla naszej planety, ale także potężny generator niewidzianego promieniowania o niesamowitej energii. Naukowcy odkryli, że nasza gwiazda emituje promieniowanie gamma, najbardziej energetyczne promieniowanie elektromagnetyczne. Co więcej, te promienie gamma mają energię prawie 10 bilionów elektronowoltów, co oznacza, że są to najbardziej energetyczne promienie słoneczne, jakie kiedykolwiek zarejestrowano.
Promieniowanie gamma to bardzo krótkie fale elektromagnetyczne, które powstają w wyniku ekstremalnych zjawisk kosmicznych, takich jak wybuchy supernowych, czarne dziury czy pulsary. Na Ziemi możemy je wytworzyć w akceleratorach cząstek lub reaktorach jądrowych. Promieniowanie gamma jest tak silne, że może przenikać przez ciała ludzkie i inne materiały, powodując uszkodzenia komórek i DNA. Dlatego też są wykorzystywane w medycynie do zabijania komórek nowotworowych lub sterylizacji sprzętu. I dlatego też radioaktywne promieniowanie jest tak niebezpieczne. Chociaż ( na szczęście!) wysokoenergetyczne światło nie dociera do powierzchni Ziemi, te promienie gamma tworzą charakterystyczne sygnatury, które zostały wykryte.
Słońce i promieniowanie gamma. W odkryciu pomogła woda
Skąd więc biorą się promienie gamma ze Słońca? Naukowcy nie są jeszcze pewni, jak dokładnie dochodzi do tego procesu, ale mają kilka hipotez. Jedna z nich mówi, że promienie gamma są produktem zderzeń wysokoenergetycznych protonów i elektronów w koronie słonecznej - zewnętrznej warstwie atmosfery Słońca. Inna sugeruje, że promienie gamma powstają w wyniku oddziaływania promieni kosmicznych - strumieni naładowanych cząstek z innych źródeł - ze słonecznym polem magnetycznym.
Aby zbadać te zagadki, naukowcy użyli specjalnego teleskopu o nazwie High-Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC), który znajduje się między dwoma uśpionymi szczytami wulkanu Sierra Negra w Meksyku. HAWC składa się z 300 zbiorników wypełnionych po 200 ton oczyszczonej wody każdy. Dzięki efektowi Czerenkowa bada się w nich promieniowanie gamma.
Co to jest promieniowanie Czerenkowa?
Kiedy wysokoenergetyczne promieniowanie gamma lub promieniowanie kosmiczne uderzają w górną atmosferę Ziemi, rozbijają się o nią, tworząc deszcz cząstek, zazwyczaj parę elektron- pozyton o ogromnych prędkościach. Cząstki te świecą na niebiesko gdy przechodzą przez specjalnie przygotowaną wodę. To właśnie jest promieniowanie Czerenkowa. Jest wykorzystywane do określania kierunku i energii promieniowania kosmicznego lub promieniowania gamma.
Naukowcy myśleli, że popełnili błąd
Analizując sześć lat danych zebrane przez HAWC, naukowcy z Michigan State University odkryli nadmiar promieni gamma ze Słońca o energii ponad bilion elektronowoltów. To znacznie więcej niż wcześniejsze pomiary wykonane przez inne obserwatoria. Dla porównania fala światła widzialnego niesie ze sobą energię około 1 elektronowolta. Nic więc dziwnego, że naukowcy byli zdumieni tym wynikiem. Początkowo myśleli, że popełnili jakiś błąd. Jednak po sprawdzeniu wszystkich możliwych źródeł stwierdzili, że Słońce naprawdę emituje takie promieniowanie.
Wcześniej naukowcy sądzili, że procesy syntezy jądrowej w Słońcu wytwarzają promieniowanie gamma jednak promienie gamma, powstałe w ten sposób, nie powinny wydostawać się z gwiazdy - nie mówiąc już o wykryciu ich przez instrumenty naziemne.
Czy promieniowanie gamma ze Słońca jest niebezpieczne dla życia na Ziemi?
Obecnie odkrycie stwarza więcej pytań niż odpowiedzi. Naukowcy zajmujący się energią słoneczną będą teraz drapać się po głowach i myśleć nad tym, jak dokładnie te promienie gamma osiągają tak wysokie energie i jaką rolę odgrywają w tym zjawisku pola magnetyczne Słońca.
Odkrycie to ma jednak duże znaczenie dla fizyki słonecznej i astrofizyki. Pokazuje, że Słońce jest bardziej aktywne i złożone niż się spodziewano. Może też pomóc lepiej zrozumieć mechanizmy produkcji promieni gamma i kosmicznych oraz ich wpływ na Ziemię i inne planety. Promienie gamma ze Słońca nie stanowią zagrożenia dla życia na Ziemi, ponieważ są blokowane przez atmosferę. Jednak mogą wpływać na działanie satelitów i systemów komunikacyjnych. Dlatego też ważne jest, aby monitorować i badać te zjawiska.
Słońce to nie tylko nasz najbliższy i najbardziej znany sąsiad w kosmosie, ale także fascynujący obiekt naukowy, który wciąż skrywa wiele tajemnic. Naukowcy nadal pracują nad rozwikłaniem zagadek promieni gamma i innych zjawisk słonecznych. Może kiedyś uda nam się odkryć wszystkie sekrety naszej gwiazdy. A może Słońce zaskoczy nas jeszcze bardziej?
