Silné energetické gama záření detekované ze Slunce nelze vysvětlit

Astronomové zjistili, že ze Slunce přichází nadměrné množství gama záření s energií kolem bilionu elektronvoltů (TeV). Mělo se za to, že emise ze Slunce v tak vysokém energetickém rozsahu vyžadují poměrně vzácné okolnosti, takže objev, jak časté jsou, bude vyžadovat přehodnocení toho, jak by něco tak silného mohlo vzniknout, píše IFL Science.

Zemská atmosféra blokuje gama záření vysoko nad povrchem, což je pro nás jen dobře, jinak by se rakovina mohla vyskytovat tak často, že bychom se nikdy nevyvinuli. Astronomové používají družice pro pozorování gama záření s energií až 200 miliard elektronvoltů, ale nic nad tuto hodnotu nejsou schopni detekovat; gama záření s nejvyšší energií musí být detekováno nepřímo. Při dopadu na horní vrstvy atmosféry vytvářejí tyto paprsky spršku částic a fotonů s nižší energií, které se pohybují v podstatě stejným směrem. Pokud tyto produkty projdou vodou, vytvoří tzv. čerenkovské záření, což je podivná záře, kterou vytvářejí částice pohybující se v materiálu rychleji než rychlostí světla a kterou lze pozorovat za velmi tmavých podmínek.

Pomocí mnoha nádrží s vodou vedle sebe astronomové sledují, kdy jich začne najednou zářit tolik, že to indikuje tento druh spršky, a zjišťují energii a zdroj gama záření, které je muselo vyvolat.

Přístrojů, které by to dokázaly, není mnoho a většina z nich funguje pouze v noci. V důsledku toho víme více o vysokoenergetickém záření gama pocházejícím ze vzdálených objektů, jako jsou supernovy nebo oblasti vzniku hvězd, než o záření pocházejícím z našeho Slunce.

To astronomy nijak zvlášť netrápilo, protože se předpokládalo, že takové záření vzniká v extrémních prostředích, nikoliv u relativně klidné hvězdy středního věku, jako je Slunce. Předpokládalo se, že jediným způsobem, jak by Slunce mohlo produkovat záření v rozsahu TeV, by byla srážka kosmického záření z výkonnějšího zdroje s protonem ve Slunci. Předpokládalo se, že počet takových paprsků rozptýlených naším směrem je malý.

Proto když Dr. Mehr Un Nisa z Michiganské státní univerzity a jeho kolegové použili k pátrání po TeV záření gama observatoř HAWC (High Altitude Water Cherenkov Observatory), s údivem zjistili, že jsme na příjmu poměrně velkého množství. „Po prozkoumání dat za šest let se objevil tento přebytek gama záření,“ uvedla Nisa ve svém prohlášení. „Když jsme to poprvé uviděli, řekli jsme si: ‚Tohle jsme určitě zpackali. Slunce nemůže být při těchto energiích tak jasné.“ HAWC zjistil sedmkrát více než nejvyšší odhady záření v tomto rozsahu.

Další práce potvrdila, že údaje byly správné. Slunce skutečně produkuje i záření blížící se 10 TeV, ačkoli neexistují důkazy o ničem nad těmito hodnotami.

Abychom si udělali představu o tom, jak silné je toto gama záření, uvědomme si, že foton červeného světla má energii přibližně 1,8 eV, zatímco modré světlo má energii přibližně 3 eV. Rentgenové záření, které se používá při skenování kostí, má energii 40 000 eV a jaderný výbuch může produkovat gama záření o energii až několik milionů eV. 10 bilionů elektronvoltů je úplně jiné měřítko.

„Slunce je překvapivější, než jsme tušili,“ řekl Nisa. „Mysleli jsme si, že jsme tuto hvězdu prokoukli, ale není tomu tak.“

• Elektronická ponožka detekuje nezdravý styl chůze u diabetiků
• Vesmírné síly USA v podobě Star Wars
• Jak lidé víry použili příběh Chámovy kletby z Genesis k omluvě otroctví

Tým zatím nemá vysvětlení, jaké síly uvnitř Slunce mohou produkovat tolik vysokoenergetických částic – teoretici budou mít svou verzi zábavy, když se to pokusí vyřešit.

Díky blokujícím účinkům atmosféry se nemusíme obávat biologických důsledků těchto gama paprsků, ale odhady nebezpečí pro astronauty při dlouhých letech bude možná třeba upravit.

Oznámení o všech těchto TeV slunečního gama záření bylo publikováno v časopise Physical Review Letters.