Този вид електромагнитно излъчване е свързан с най-екстремните процеси във Вселената.
Електромагнитният спектър е един вид дълги вълни, които преминават през стени, планини или човешкото тяло, без да ги забележим. Хората възприемаме миниатюрен процеп от цялото излъчване, което съществува във Вселената.
Гама-лъчите, характеризират с огромна енергия. Дължината на вълната им е по-малка от тази на атом, което им позволява да проникват в цели тела и да променят молекулярните и ядрените структури. Те също така са йонизиращи и избиват електрони от атомите и разкъсват химичните връзки. Това свойство ги прави опасни за живота, но и изключително полезни. Те се използват за стерилизиране на медицинско оборудване и използване на лъчетерапия за лечение на тумори.
От физическа гледна точка, гама-лъчите са свързани с най-екстремните процеси във Вселената. Те обикновено не се произвеждат от електронни преходи, като видимата светлина, а от ядрени и релативистични явления, като разпадането на атомните ядра, анихилацията на материята и антиматерията, експлозиите на свръхнови, изригванията на частици близо до черни дупки или сблъсъците на неутронни звезди. Всеки гама-фотон ни разказва за среди, където законите на познатата физика са доведени до краен предел. За щастие за нас, те едва достигат до земната повърхност. Атмосферата действа като щит, който ги абсорбира почти напълно, което означава, че за да ги изучаваме, се нуждаем от спътници и космически детектори. Парадоксално, това ги прави много ясен прозорец към космоса. Когато откриваме гама-лъчи, почти винаги знаем, че те идват от необикновено събитие, а не от ежедневен източник.
Един от тези източници е нашата звезда, Слънцето, но въпреки че е изучаван от десетилетия, точното местоположение и механизъм, чрез който тези емисии се произвеждат по време на най-силните слънчеви изригвания, остават загадка. За първи път екип от учени е локализирал специфичен източник в слънчевата атмосфера, който действа като истинска фабрика за гама-лъчи, което ни позволява да разберем как ултрабързите частици генерират този тип радиация. Анализът, публикуван в Nature Astronomy, комбинира наблюдения на гама-лъчевото лъчение, заснети от космическия телескоп Fermi Gamma-ray на НАСА, с микровълнови изображения с висока резолюция, получени от Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), мрежа от радиотелескопи в Калифорния.
Чрез анализ на тези данни заедно, учените идентифицираха специфичен регион на слънчевата корона, наречен Region of Interest 3 (ROI 3), където микровълновите и гама-лъчевите сигнали се сливат по време на мощни слънчеви изригвания. Този регион, разположен в горните слоеве на слънчевата атмосфера, приютява необичайна популация от изключително енергични частици, с енергии от порядъка на милиони електрон-волта (MeV), стотици или хиляди пъти по-големи от енергията на типичните частици в обикновено слънчево изригване. Според Грегъри Флейшман, водещият автор на изследването, това откритие разрешава мистерия, която е съществувала десетилетия наред.
„Знаехме, че слънчевите изригвания произвеждат уникален гама-лъчев сигнал, но тези данни сами по себе си не можеха да разкрият произхода му или как е генериран“, каза Флейшман в изявление. „Без тази информация не бихме могли напълно да разберем отговорните частици или да оценим потенциалното им въздействие върху космическото ни време. Чрез комбиниране на гама-лъчеви и микровълнови наблюдения най-накрая успяхме да решим тази загадка.“
Разбирането на това как се генерират гама-лъчите на Слънцето има директни последици за слънчевата физика и космическото време, като и двете могат да засегнат Земята и нашите спътници. Интензивните изригвания и изхвърлянията на коронална маса (CME) могат да нарушат комуникациите, да повредят електрониката в орбита и да създадат зрелищни сияния. Подобряването на нашите модели за това как и къде се ускоряват слънчевите частици ни помага да предвидим по-добре тези ефекти. Освен това, този вид радиация ни учи как работят изключително интензивните магнитни полета на Слънцето. Данните показват, че регионите, където са генерирани тези гама-лъчи, са близо до области със значителен магнитен разпад и интензивно ускорение на частиците, което съответства на теориите за това как се освобождава енергията, съхранявана в слънчевите магнитни полета. Това откритие представлява значителен напредък в разбирането ни за един от най-екстремните и енергични аспекти на слънчевата физика.
За първи път учените идентифицираха специфичен източник в слънчевата корона, който произвежда гама-лъчи по време на бурни изригвания, разкривайки как определени слънчеви частици достигат изключително високи енергии и как тази енергия се трансформира в много високочестотно лъчение. Това е ключова стъпка в дешифрирането не само на динамиката на нашата звезда, но и в разбирането на процесите на ускорение на частиците в магнитните плазми.
