Saulės žybsniai – staigūs energijos pliūpsniai, išmetantys rentgeno ir gama spindulius – tyrinėjami jau dešimtmečius. Jų metu rentgeno spinduliuotę kuria magnetinės energijos įgreitinti elektronai, tačiau gama spinduliuotės kilmė iki šiol buvo mįslė.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Gama fotonų energija siekia megaelektronvoltus – nuo šimtų iki tūkstančių kartų daugiau, nei rentgeno. Tokios energingos spinduliuotės gamybai reikalinga neįprasta elektronų populiacija, kurioje dauguma dalelių turi labai aukštą energiją, panašią į kuriamų fotonų. Dabar astronomai išsiaiškino, kur šie elektronai susikaupia ir kodėl.
Mokslininkai išnagrinėjo 2017 metų rugsėjo 10 dieną įvykusį galingą žybsnį, remdamiesi NASA kosminio Fermi gama spindulių teleskopo duomenimis ir antžeminio Ouenso slėnio teleskopų masyvo Kalifornijoje mikrobangų stebėjimais. Mikrobangų stebėjimai buvo esminiai, nes suteikė erdviškai išskirtos spektrinės informacijos apie mikrobangų spinduliuotę iš skirtingų Saulės vainiko sričių. Megaelektronvoltų energijos elektronai skleidžia specifinį mikrobangų spektrą, skirtingą nuo įprastinių rentgeno spindulius skleidžiančių elektronų.
Tyrėjai nustatė žybsnio vainike regioną, kuriame mikrobangų spektras atitiko būtent megaelektronvoltų elektronų prognozuojamą formą – tai rodo, kad šis regionas ir yra gama spinduliuotės šaltinis. Gama spinduliai, kaip ir manyta, skleidžiami bremštralungo procesu – elektronams susiduriant su atomų branduoliais vainiko plazmoje. Spinduliuotės regionas buvo šalia zonos, kurioje vyko intensyvus magnetinio lauko energijos išlaisvinimas ir elektronų greitinimas. Tai rodo, kad spinduliuotė kyla ne tiesiai greitinimo zonoje, taigi jų kilmei labai svarbūs energingų elektronų pernašos procesai.
Šis atradimas patvirtina, kad Saulės žybsniai efektyviai pagreitina daleles iki ekstremalių energijų išlaisvindami sukauptą magnetinę energiją. Kol kas neaišku, ar šie krūvininkai yra elektronai ar jų antidalelės pozitronai; tam nustatyti reikės naujos kartos teleskopų, kurie galės matuoti mikrobangų poliarizaciją.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature Astronomy“.
