Время от времени Солнце преподносит нам "сюрпризы" в виде космических вспышек, нарушающих работу радиосвязи, энергоснабжения и других жизненно важных систем на Земле. И хотя ученые достигли значительных успехов в мониторинге этих явлений, факторы, вызывающие хаотичное поведение Солнца, до сих пор остаются загадкой. Новое исследование показало, что неравномерное гамма-излучение может быть одним из таких факторов, который поможет ученым понять смысл солнечного эффекта домино, который выбрасывает на нас бешеные потоки радиации.
Гамма-излучение - это лишь один из видов излучения, испускаемого Солнцем. Главная особенность гамма-лучей в том, что они энергетически самые мощные. Долгое время физики-солнцеведы считали, что распределение гамма-излучения по солнечному диску однородно. Хотя в определенные периоды солнечного цикла интенсивность гамма-излучения могла возрастать или ослабевать, эти колебания, как полагали они, происходили равномерно, независимо от положения Солнца. Это предполагало, что хотя гамма-лучи и могли играть роль в солнечных вспышках, но, вероятно, она была небольшой.
Используя данные космического телескопа "Ферми" (FGST) за период с августа 2008 года по январь 2022 года, ученые из США, Португалии и Италии провели тщательный анализ событий солнечного гамма-излучения относительно оси вращения Солнца. Они обнаружили, что распределение гамма-излучения Солнца «асимметрично» и совпадает с переворотом полярного поля Солнца, который происходит примерно каждые 11 лет. Это было особенно заметно в 2014 году, когда в последний раз наблюдалась смена полярности полей. Их открытие подтверждает идею о том, что магнитная конфигурация Солнца играет важную роль в формировании гамма-излучения.
Выброс корональный массы на Солнце в августе 2012 года. Фото: НАСА.
Как отмечают ученые в своей статье для журнала The Astrophysical Journal, идея о том, что гамма-излучение Солнца не является однородным, ставит под сомнение устоявшиеся модели солнечной активности. Однако это открытие также находит логичное объяснение, учитывая, что последний год мы наблюдали пик солнечной активности. В течение 25-го солнечного цикла на протяжении почти десятилетия на полюсах Солнца из-за конвекции формировались мощные магнитные поля. Когда эти поля станут сильнее и менее стабильными, они обязательно перевернутся, инициируя то, что ученые называют «солнечным максимумом». Эта стадия солнечного цикла характеризуется обилием солнечных пятен, солнечных вспышек и выбросов корональной массы (КВМ), которые могут вызвать хаотичные космические явления. Этот хаос в конечном итоге влияет на радиосвязь, авиасообщение и электроснабжение на Земле.
Теперь перед физиками-солнцеведами и другими специалистами в области астрономии стоит задача изучить потенциальную связь гамма-излучения с солнечной активностью. Поскольку магнитные поля Солнца, как ожидается, изменятся в течение следующих года или двух, у ученых будет прекрасная возможность наблюдать, как меняется распределение гамма-излучения и как оно провоцирует вспышки.
"Наша цель - создать более совершенные инструменты для прогнозирования солнечной активности", - заявил астрофизик и соавтор исследования Бруно Арсоли в интервью Washington Post. "Возможно, мы сможем использовать эту новую информацию о высокоэнергетических процессах, чтобы улучшить наши модели и предсказывать поведение Солнца".