A kutatók észrevették, hogy valami évek óta nincs rendben a Napunkkal

A Nap sokkal meglepőbb dolgokra képes, mint ahogy azt eddig gondoltuk. Azt hittük, rájöttünk, hogyan működik, de ez koránt sincs így

– mondta Mehr Un Nisa, a Michigani Állami Egyetem posztdoktori kutatója.

Nisa az egyik szerzője annak a Physical Review Letters folyóiratban megjelent új cikknek, amely részletesen ismerteti a Földről is mérhető, valaha mért legnagyobb energiájú fény felfedezését.

Leegyszerűsítve arról van szó, hogy a Napunk olyan sugarakat bocsájt ki, amelyek létezéséről ugyan tudtak a kutatók, de arról fogalmuk sem volt, hogy ilyen sok van belőlük. Bár az említett nagy energiájú fény nem éri el a Föld felszínét, ezek a sugarak nyomot hagynak, amelyeket Nisa és kollégái észlelni tudtak.

Nisa szerint ezeket a minden eddiginél erősebb gamma-sugarakat azért tudták most mérni, mert olyan megfigyelési technikákkal rendelkeznek, amelyekhez hasonló technológia korábban nem állt a rendelkezésükre.

A légkörbe jutó, „levegőbe csapódó” gamma-sugarak utóhatásait úgy jellemezték, mint szabad szemmel láthatatlan részecskerobbanásokat. Amikor ezek a részecskék kölcsönhatásba lépnek a kísérleti telepen lévő víztartály vizével, akkor úgynevezett Cserenkov-sugárzást hoznak létre, ezt a sugárzást sikerült az obszervatórium műszereivel kimutatni.

Mi az a Cserenkov-sugárzás?

Ha egy szigetelőben a közegbeli fénysebességnél nagyobb sebességgel halad egy töltött részecske, akkor elektromágneses sugárzást bocsát ki kúp alakban. Ez a jelenség a Cserenkov-effektus, a kibocsátott sugárzás a Cserenkov-sugárzás.

A mérés és az ezzel kapcsolatos kutatás jó része a High Altitude Water Cherenkov Obszervatóriumban (HAWC) készült, ami egy gamma- és kozmikus sugárzást mérő kísérleti telep, amely a Sierra Negra vulkán oldalán fekszik nagyjából 4100 méteres tengerszint fölötti magasságban. Nisa és kollégái 2015-ben kezdték el az adatgyűjtést. 2021-ben a csapat elegendő adatot halmozott fel ahhoz, hogy a Nap gamma-sugarait kellő alapossággal vizsgálják.

Miután átvizsgáltuk az adatsorokat, azt hittük, hogy valamit elszámoltunk, az eddigi ismereteink alapán valószínűtlennek tűnt, hogy a Napunk ilyen többletsugárzással rendelkezik, pedig úgy látszik, ez a helyzet

– idézi a Phys.org Mehr Un Nisát.

De mit jelent ez pontosan? Napunk sugárzása jelentős, egyes sugaraknak magas az energiaszintje, míg más sugaraknak kisebb. A Nap nukleáris reakciói révén rengeteg látható fényt biztosít ezeket nevezzük a köznyelvben napsugárnak. Ezek a napsugarak körülbelül egy elektronvolt energiát hordoznak.

Összehasonlításképp: a Nisa és munkatársai által megfigyelt gamma-sugarak körülbelül egymilliárd elektronvolt energiájúak. A kutatási eredmények nemcsak a magas energiaszint miatt voltak meglepőek, hanem azért is, mert ezekből a sugarakból nagyon sokat „találtak”.

A kilencvenes években a kutatók azon állásponton voltak, hogy a Nap akkor képes gamma-sugarakat előállítani, amikor nagy energiájú kozmikus sugarak (olyan részecskék, amelyeket egy fekete lyuk vagy szupernóva gyorsít fel) protonokká zúzódnak szét az égitesten. Korábban azt gondolták, hogy ezek a sugarak nem érik el a Földet vagy legalábbis rendkívül nehezen lennének mérhetők.

Abban az időben nem volt olyan műszer, amely képes lett volna ilyen nagy energiájú gamma-sugarakat érzékelni, az első, több mint egymilliárd elektronvolt energiájú gamma-sugarakat a NASA Fermi gamma-űrteleszkópja észlelte 2011-ben. A következő néhány évben a Fermi-misszió megmutatta, hogy ezek a sugarak nemcsak magas energiájúak lehetnek, hanem azt is, hogy körülbelül hétszer több van belőlük, mint amennyivel a kutatók eredetileg számoltak.

A HAWC Együttműködés több mint 30 intézményt foglal magában Észak-Amerikában, Európában és Ázsiában, és ennek jelentős része az új dokumentum közel 100 szerzőjében képviselteti magát. Ide tartozik a Michigani Állami Egyetem végzős hallgatója, Daniel Salazar-Gallegos, James Linnemann emeritus professzor és Kirsten Tollefson, a fizika és csillagászat professzora, valamint az MSU Graduate School dékánhelyettese.

Jelenleg a felfedezés több kérdést vet fel, mint amennyi rejtélyt megválaszol. A szakértők most azon törik a fejüket, hogy ezek a gamma-sugarak pontosan hogyan érnek el ilyen nagy energiaszintet, és milyen szerepet játszanak a Nap mágneses mezői ebben a jelenségben 

– mondta Nisa.

Nyitókép: illusztráció / Getty Images