Исследователи определили новый тип высокоэнергетических частиц в атмосфере Солнца, ответственный за генерацию интенсивного гамма-излучения во время экстремальных вспышек. 

Ученые из Технологического института Нью-Джерси (New Jersey Institute of Technology, США) идентифицировали ранее неизвестную популяцию частиц в верхних слоях солнечной атмосферы. Эти частицы, обладающие энергией в несколько миллионов электронвольт, были обнаружены в небольшой области короны во время мощной вспышки класса X8.2 10 сентября 2017 года. Их энергетический спектр радикально отличается от спектров частиц, обычно ускоряемых в солнечных вспышках. 

Для локализации источника излучения исследователи объединили данные космического гамма-телескопа Fermi и наземного радиотелескопа EOVSA. Совместный анализ выявил конкретную область в короне, где наблюдалось совпадение сигналов в микроволновом и гамма-диапазонах. Моделирование подтвердило, что именно эти частицы, сталкиваясь с веществом короны, порождают гамма-излучение через процесс тормозного излучения. 

10 сентября 2017 года на краю Солнца произошла вспышка класса X8.2. Изображение получено обсерваторией НАСА (NASA’s Solar Dynamics Observatory)

Открытие подтверждает теоретические модели, согласно которым солнечные вспышки способны эффективно преобразовывать накопленную магнитную энергию в ускорение частиц до экстремальных энергий. Это позволяет лучше понять физику самых мощных звездных извержений. 

Остается невыясненным природа этих частиц — являются ли они электронами или позитронами. Ответ может дать измерение поляризации микроволнового излучения. Модернизация массива EOVSA до EOVSA-15 предоставит необходимые для этого возможности. 

Полученные результаты важны для совершенствования моделей космической погоды. Понимание механизмов генерации высокоэнергетических частиц и излучения улучшит прогнозирование их воздействия на околоземное пространство и технологическую инфраструктуру.