과학자들이 가장 높은 것을 감지

지금까지 태양에서 발산되는 가장 강력한 빛이 감지되어 태양 물리학자들이 풀어야 할 새로운 퍼즐이 탄생했습니다.

북미, 유럽, 아시아 전역의 30개 이상의 기관에서 6년 동안 진행된 관측 캠페인을 통해 TeV(테라전자볼트) 범위의 태양 감마선이 최초로 검출되었습니다.

그러나 예상했던 것과는 달리 이는 태양 활동의 증가와 상관관계가 없었습니다. 또는 실제로 태양 활동. 오히려 태양은 탐지 당시 꽤 조용했고 현재의 태양 모델로는 이를 제대로 설명할 수 없습니다.

태양은 우주에서 가장 집중적으로 연구되는 별이다. 우리는 저주파 전파부터 우주에서 가장 활동적인 빛인 감마선까지 전체 스펙트럼에 걸친 관측을 갖고 있습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 우리는 고향 스타에 대해 모르는 것이 많습니다. 프로세스에 대한 세부 정보는 아직 파악되지 않습니다.

우리는 자기장이 중요하고 우리가 관찰하는 거의 모든 태양 활동에서 중요한 역할을 한다는 것을 알고 있지만 그에 따른 메커니즘은 잘 이해되지 않습니다. 우리는 더 깊은 이해를 얻기 위해 태양이 방출하는 빛을 연구합니다.

멕시코의 HAWC(High Altitude Water Cherenkov) 천문대는 지구 대기와 충돌하는 우주의 감마선과 우주 방사선을 연구하는 데 사용하는 도구 중 하나입니다.

대기는 이 방사선이 우리에게 도달하는 것을 차단하지만 그렇게 하면 어둠 속에서 감지될 수 있는 고에너지 입자가 생성될 수 있으며, 그 감지를 통해 모체 감마선 에너지와 방향이 계산됩니다.

"HAWC는 TeV 범위에서 태양을 관찰할 수 있는 몇 안 되는 탐지기 중 하나입니다."라고 연구를 수행한 국제 HAWC 협력 기관은 기록하고 있습니다. "넓은 시야와 높은 실시간 비율로 인해 태양이 하늘을 가로질러 이동할 때 지속적인 노출이 가능합니다."

2014년부터 2021년까지 HAWC를 사용하여 수집된 데이터에서 연구원들은 태양 방향에서 오는 0.5~2.6 TeV(1 TeV는 1조 전자볼트) 범위의 방출을 감지했습니다. 그들의 새로운 분석 파이프라인은 이 방출이 6.3 시그마 확률로 태양에서 오는 것이라고 결정했습니다.

그것은 우주에서 본 것 중 가장 높은 에너지 빛은 아닙니다. 이 기록은 몇 년 전 게 성운 방향에서 나오는 450 TeV 감마선의 관측에 속합니다. 그러나 그것은 우리 자신의 스타에게는 새로운 히트작입니다.

미시간 주립대학의 천체입자 물리학자인 Mehr Un Nisa는 "6년간의 데이터를 살펴본 후 과도한 감마선이 나타났습니다."라고 말했습니다.

"처음 봤을 때 우리는 '확실히 이걸 망쳤구나. 이 에너지로 태양이 이렇게 밝을 수가 없어'라고 생각했어요."

우리는 때때로 태양이 소란스러워진다는 것을 알고 있습니다. 그것은 태양 플레어와 코로나 질량 방출로 폭발합니다. 그러나 태양은 빛만 방출하는 것이 아닙니다. 그것도 타격을 입는다. 더 넓은 은하계에서 나오는 우주 광선은 끊임없이 우주를 통해 흐르고 있습니다. 여기 지구에서는 이러한 우주선이 대기와 상호 작용하여 감마선 빛을 생성합니다.

비슷한 과정이 태양에서도 일어나는 것으로 생각됩니다. 은하계 우주선은 기가전자볼트(10억 전자볼트) 범위에서 태양 대기의 핵과 충돌합니다.

팀은 TeV 방출이 아마도 이러한 상호 작용의 결과라고 생각합니다. 그들은 또한 HAWC와 NASA의 페르미 LAT 감마선 우주 망원경이 수집한 GeV 데이터를 살펴본 결과 GeV 방출이 태양의 평온한 기간 동안 예상보다 더 밝고 풍부하다는 것을 발견했습니다.

우리가 모르는 것은 방출이 어떻게 그렇게 밝아지는가입니다. 이론적인 모델과 일치하지 않습니다. 태양이 지저분한 자기장을 가지고 있는 것이 얼마나 형편없는지 생각해보면, 그것들이 역할을 할 가능성이 높습니다. 실제로 올해 초 발표된 논문에서는 태양 자기장이 우주선 전자가 싱크로트론 감마선을 생성하는 가속기 역할을 한다고 제안했습니다.

하지만 이것이 어떻게 달성되는지 정확히 결정하려면 더 많은 모델링이 필요합니다.

HAWC Collaboration에서는 "태양의 우주선 상호작용 모델은...GeV 범위에서 태양으로부터 관측된 감마선 플럭스를 이미 과소 예측하고 있습니다."라고 썼습니다. "우리의 관찰은 TeV 범위에서도 태양으로부터의 비정상적인 감마선 과잉을 설명할 수 있는 수정된 프레임워크의 필요성을 강조합니다."