دانشمندان پرانرژی‌ترین نور خورشید را کشف کرده‌اند

خورشید شگفت‌انگیزتر از چیزی است که انتظارش را داریم. همواره فکر می‌کنیم که رازهای این ستاره را می‌دانیم، اما هربار غافلگیر می‌شویم. پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان و رصدخانه آبی چرنکوف پرانرژی‌ترین نور خورشید را ثبت کرده‌اند. اشعه گامایی که آن‌ها کشف کرده‌اند بسیار نورانی است.

رصدخانه آبی چرنکوف

با اینکه این نور پرانرژی به زمین نمی‌رسد، اما دانشمندان رصدخانه آبی ارتفاع بالای چرنکوف (HAWK) علائم آن را کشف کرده‌اند.

برخلاف دیگر رصدخانه‌ها، رصدخانه آبی چرنکوف در تمام ۲۴ ساعت شبانه‌روز فعال است.

این رصدخانه با دیگر رصدخانه‌ها نیز تفاوت دارد. HAWC از ۳۰۰ مخزن آب، هرکدام با ظرفیت ۲۰۰ تن آب تشکیل شده است و در ارتفاع ۴۰۰۰ متری از سطح دریا در کوه‌های آتشفشانی غیرفعال مکزیک قرار دارد.

این رصدخانه می‌تواند دوش‌های هوایی نامرئی ناشی از برخورد اشعه‌های گاما با هوا را ببیند. انرژی گامای اصلی در اجزای جدید متشکل از ذرات انرژی پایین و نور، آزاد و توزیع می‌شود. رصدخانه آبی می‌تواند این ذرات را ببیند.

وقتی ذرات دوش با آب درون تانک‌های HAWC برخورد می‌کنند، چیزی به نام تابش چرنکوف را به‌وجود می‌آورند. ابزارهای رصدخانه به شناسایی و اندازه‌گیری این تابش می‌پردازند.

کشف تاریخی

خورشید نورهایی با انرژی‌های متفاوت آزاد می‌کند. برای مثال، نور مرئی حدود ۱ الکترون ولت انرژی دارد؛ اما برخی از این انرژی‌ها از بقیه فراوانی بیشتری دارند.

اشعه‌های گامای تازه‌کشف‌شده حدود ۱ تریلیون الکترون ولت یا ۱ ترا الکترون ولت انرژی داشته‌اند. نه‌تنها مقدار این انرژی، بلکه فراوانی زیاد آن دانشمندان را متحیر کرده است.

دانشمندان پیش‌تر پیش‌بینی کرده بودند که وقتی تابش‌های کیهانی پرانرژی به پروتون‌های خورشید برخورد کنند، خورشید می‌تواند اشعه‌های گاما تولید کند. اما با توجه به دانشی که درباره خورشید داریم، آن‌ها فرض کردند که این اشعه‌های گاما به‌ندرت به زمین می‌رسند.

اولین اشعه گاما با بیش از ۱ میلیارد الکترون ولت انرژی در سال ۲۰۱۱ با تلسکوپ فضایی اشعه گامای فِرمی ناسا کشف شد. تلسکوپ فرمی نشان داد که این تابش‌ها هفت‌برابر بیشتر از چیزی که دانشمندان پیش‌بینی می‌کردند، هستند و می‌توان انتظار اشعه‌های پرانرژی‌تر را داشت.

بیشترین توان فرمی، شناسایی اشعه‌هایی با انرژی ۲۰۰ میلیارد الکترون ولت بود. حالا برای اولین‌بار رصدخانه آبی چرنکوف اشعه‌هایی با انرژی بیشتر از ۱ تریلیون الکترون ولت کشف کرده است. به‌نظر می‌رسد بیشینه انرژی اشعه‌های گامای خورشید ۱۰ تریلیون الکترون ولت باشد.

با این کشف جدید پرسش‌هایی جدید ایجاد شده‌اند. دانشمندان هنوز نمی‌دانند چه چیزی باعث می‌شود خورشید اشعه‌هایی با این انرژی تولید کند. نقش میدان مغناطیسی خورشید در این پدیده نیز همچنان مشخص نیست.