10 년 동안의 태양에 대한 망원경 관찰 결과, 가장 가까운 별에서 가장 높은 주파수 파도 인 Gamma Rays는 예상보다 7 배 더 풍부합니다. Stranger는 여전히이 극도의 과도한 감마 광선에도 불구하고 주파수의 좁은 대역폭이 호기심이 없습니다.
잉여 광, 스펙트럼의 간격 및 태양 감마선 신호에 대한 기타 놀라움은 잠재적으로 태양의 자기장의 알려지지 않은 특징, 또는 더 이국적인 물리학을 가리 킵니다.
Urbana-Champaign의 일리노이 대학의 입자 천체 물리학자인 Brian Fields는“우리가 정말 잘 이해해야 할 것에 대해 우리가 정말로 이해해야 할 것에 대해 너무나도 잘못되었다는 것은 놀라운 일입니다.
예상치 못한 신호는 저 지구 궤도에서 전초 기지에서 하늘을 스캔하는 NASA 전망대 인 Fermi Gamma-ray Space Telescope의 데이터에서 나타났습니다. 더 많은 Fermi 데이터가 발생함에 따라, 더 많은 세부 사항으로 태양에서 나오는 감마선의 스펙트럼을 드러내면서 퍼즐은 확산되었습니다.
“우리는 단지 놀라운 일을 계속 찾았습니다. "내가 일한 것 중 가장 놀라운 일입니다."
감마선 신호가 수십 년 된 이론보다 훨씬 강할뿐만 아니라 예측할 수 있습니다. 또한 예측 된 것보다 훨씬 높은 빈도로 확장되며, 태양의 얼굴과 11 년 태양주기에 걸쳐 설명 할 수 없을 정도로 다양합니다. 그런 다음 연구원들이“딥”이라고 부르는 격차가 있습니다. 오하이오 주의 입자 천체 물리학자인 Tim Linden은“딥은 모든 논리를 무시합니다.
작품에 관여하지 않은 Fields는“그들은 데이터를 잘 해냈으며 그것이 말한 이야기는 정말 놀랍습니다.”
.이야기의 주인공은 우주 광선이라고 불리는 입자입니다. 일반적으로 먼 초신성 또는 다른 폭발의 충격파에 의해 태양계에 찢어진 양성자입니다.
.물리학 자들은 태양이 내부에서 감마 광선을 방출한다고 생각하지 않습니다. (핵심의 핵 융합은 그것들을 생산하지만, 태양을 떠나기 전에 에너지 빛으로 흩어져서 흩어져 다운 그레이드합니다.) 그러나 1991 년, 1991 년, 델라웨어 대학의 물리학 자 David Seckel, Todor Stanev 및 Thomas Gaisser는 그럼에도 불구하고 태양이 감마 광선에서 빛을 발할 것이라고 가설을 세웠습니다.
때때로, 델라웨어 트리오는 햇볕에 쬐는 우주 광선이“미러링”되거나 태양의 루피, 꼬인 자기장에 의해 마지막 순간에 돌아 섰다. "로드 러너 만화를 기억하십니까?" 오하이오 주 교수이자 신호 분석의 리더 중 한 명인 존 비코 (John Becom)는 말했다. "양성자가 그 구체쪽으로 똑바로 달려 있다고 상상해보십시오. 마지막 순간에 그것은 방향이 바뀌고 당신에게 돌아옵니다." 그러나 나가는 길에 우주 광선은 태양 대기에서 가스와 충돌하고 감마 방사선의 끔찍한 곳에서 희미 해집니다.
우주 광선이 태양계에 들어가는 속도, 태양 자기장의 추정 강도, 대기 밀도 및 기타 요인 인 Seckel 및 동료들은 미러링 과정을 대략 1 % 효율적으로 계산했습니다. 그들은 감마선의 희미한 빛을 예측했습니다.
그러나 페르미 망원경은이 우주선 이론이 예측하는 것보다 태양열 디스크에서 나오는 평균 7 배 더 많은 감마선을 감지합니다. 그리고 신호는 가장 높은 주파수를 가진 감마선에 대해 예측 된 것보다 최대 20 배 더 강해집니다. Linden은“우리는이 과정이 고 에너지에서 100 % 효율성과 일치한다는 것을 발견했습니다. "들어오는 모든 우주 광선은 돌아서야합니다." 가장 활기찬 우주 광선이 미러하기 가장 어렵 기 때문에 이것은 수수께끼입니다.
Seckel, Stanev 및 Gaisser의 모델은 어떤 딥에 대해서도 말하지 않았습니다. Seckel에 따르면, 매끄러운 스펙트럼의 에너지를 갖는 우주 광선으로 시작하여 감마선 스펙트럼에서 깊고 좁은 딥으로 어떻게 끝날 지 상상하기 어렵습니다. 그는 일반적으로 딥을 얻기가 어렵습니다.“딥보다 충돌하는 것이 훨씬 쉽습니다. 태양에서 나오는 무언가가 있다면, 그것은 추가 채널입니다. 그로부터 부정적인 채널을 어떻게 만드나요?”
아마도 감마선의 강한 빛은 운명의 우주 광선 이외의 소스를 반영합니다. 그러나 물리학 자들은 무엇을 상상하기 위해 고군분투했습니다. 그들은 오랫동안 태양의 핵심이 암흑 물질을 가지고 있을지도 모른다고 의심해 왔으며, 중력에 갇히고 갇힌 후 암흑 물질 입자가 서로를 소멸시킬 정도로 밀도가 높을 수 있다고 의심했습니다. 그러나 핵심에서 암흑 물질을 소멸시킴으로써 생성 된 감마선은 어떻게 태양을 탈출하기 전에 산란을 피할 수 있습니까? Seckel은 감마선 신호를 암흑 물질에 연결하려는 시도는“루베 골드버그 타입처럼 보인다”고 말했다.
신호의 일부 측면은 우주 광선과 1991 년 이론의 넓은 스트로크를 가리 킵니다.
예를 들어, 페르미 망원경은 자기장이 가장 침착하고 가장 순서대로 태양의 11 년주기 단계 인 태양 최소 동안 더 많은 감마선을 감지합니다. 전문가들은 우주 광선이 원인이라면이 의미가 있다고 말합니다. 태양 최소한 동안, 더 많은 우주 광선은 태양 표면 근처의 강한 자기장에 도달하고 다른 시간에 내부 태양계에 퍼져있는 격렬한 필드 라인에 의해 조기에 편향되는 대신에 미러가 될 수 있습니다.
반면에, 감지 된 감마선은 우주 광선과 다른 속도로 주파수의 함수로 떨어집니다. 우주 광선이 소스라면 두 요금이 일치 할 것으로 예상됩니다.
우주 광선이 전체 감마선 신호를 설명하든 아니든, 애리조나 대학교의 헬리오 스페인 물리학자인 조지 아 칼로 론 (Joe Giacalone)은“아마도 태양의 자기 구조에 대해 매우 근본적인 것을 말하고있을 것”이라고 말했다. 태양은 가장 광범위하게 연구 된 별이지만, 그 안에 전하 된 입자의 휘젓는 소용돌이가 생성 된 자기장은 여전히 이해가 잘되지 않아 별이 어떻게 작동하는지에 대한 흐릿한 그림을 남겨두고 있습니다.
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Giacalone은 태양을 둘러싸고있는 멍청한 혈장 봉투 인 코로나를 가리 킵니다. 우주 광선을 효율적으로 반영하기 위해 코로나의 자기장은 아마도 과학자들이 생각한 것과 더 강하고 지향적 일 것이라고 그는 말했다. 그러나 그는 대기가 충돌이 발생하기에 충분히 밀집된 영역에 들어가기 전에 우주 광선을 너무 빨리 미러링하지 않기 위해 관상 자기장이 태양 표면에 매우 가깝게 강해야한다고 언급했다. 그리고 자기장은 태양 최소값 동안 적도 근처에서 특히 강해지는 것 같습니다.
자기장의 구조에 대한 이러한 신선한 단서는 태양 사이클의 오랜 미스터리를 풀어주는 데 도움이 될 수 있습니다.
Fermi Scientific Collaboration의 일원 인 Stanford University의 선임 과학자 인 Igor Moskalenko는“11 년마다 태양의 전체 자기장이 반전됩니다. “우리는 남쪽과 북쪽의 남쪽에 남쪽에 남쪽이 있습니다. 이것은 극적인 변화입니다. 태양은 거대하고 왜 우리 가이 극성의 변화를 관찰하는지, 왜 아무도 실제로 아는 것이 주기적 인 이유.” 그는 우주 광선과 그들이 생산하는 감마선의 패턴은“이 매우 중요한 질문에 대답 할 수있다 :왜 11 년마다 태양이 극성을 변화 시키는가?”
그러나 태양의 자기장이 어떻게 10 조 2 조의 Hertz에서 감마선 스펙트럼에서 어떻게 딥을 생성 할 수 있는지에 대한 좋은 추측은 없습니다. 일부 전문가들은 그것이 현실인지 의심하는 특이한 기능입니다. 그러나 그 주파수 주위에 감마 광선이 없으면 Fermi의 악기에 대한 잘못된 계산 또는 문제라면 아무도 원인을 찾지 못했습니다. 스탠포드의 천체 물리학 자이자 페르미 팀의 일원 인 엘레나 올랜도 (Elena Orlando)는“이것은 악기 효과가 아닌 것 같습니다.
Peter, Linden, Becom 및 그들의 공동 작업자가 작년에 Fermi의 데이터에 딥을 발견했을 때, 그들은 발견을 게시하기 전에 그것을 제거하려고 노력했습니다. Linden은“다른 테스트의 부록에 15 페이지가 있다고 생각합니다. "통계적으로, 딥은 매우 두드러진 것처럼 보입니다."
그러나 올랜도는 하늘을 통한 태양의 움직임으로 인해 데이터 분석이 매우 어려워 졌다고 강조했습니다. 그녀는 알아야한다. 그녀와 공동 작업자는 Fermi의 전임자 인 Egret 위성을 사용하여 2008 년 처음으로 태양에서 나오는 감마 광선의 흐름을 발견했습니다. Orlando는 또한 Fermi의 태양 감마선 데이터를 처리하는 데 중앙에 관여했습니다. 그녀의 견해로는 스펙트럼의 딥이 실제인지 확인하기 위해 더 많은 데이터와 독립적 인 분석이 필요합니다.
태양 광 패널 오작동으로 Fermi 망원경은 작년에 주로 태양에서 멀어지게되었지만 해결 방법이 발견되었습니다. 태양의 자기장 라인은 현재 극에서 극으로 깔끔하게 구부러져 있습니다. 이 태양 최소값이 마지막과 같으면 감마선 신호는 이제 가장 강력합니다. Linden은“이것이 이것이 매우 흥미 진진한 이유입니다. "지금 우리는 단지 태양 최소값의 피크를 치고 있기 때문에 여러 망원경으로 고급 에너지 [감마선] 방출이 보일 수 있기를 바랍니다."
.이번에는 Fermi와 함께 Hawc라는 Mountaintop Observatory (고지대 물 Cherenkov 실험)가 데이터를 가져올 것입니다. HAWC는 Fermi보다 높은 주파수에서 감마 광선을 감지하여 더 많은 신호를 나타냅니다. 과학자들은 또한 우주 광선이 긍정적으로 충전되지만 태양의 북쪽과 남쪽 극이 반전 되었기 때문에 감마 광선의 공간 패턴이 11 년 전의 변화 여부를보고 싶어합니다.
.이러한 단서는 태양의 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. Hawc 과학자들은 1 년 안에 첫 번째 발견을보고하기를 희망하며, Fermi 협업 내에서 과학자들은 이미 발생하는 데이터에 대해 설득하기 시작했습니다. NASA는 공개적으로 자금을 지원 받았기 때문에“누구나 한 눈을 살펴보고 싶다면 다운로드 할 수 있습니다.”라고 Fermi의 새로운 데이터를 거의 매일 다운로드하는 Linden은 말했습니다.
Becom은“여기서 일어날 수있는 최악의 상황은 우리가 태양이 우리가 상상했던 것보다 더 낯선 사람이고 더 아름답다는 것을 알게된다는 것입니다. "그리고 일어날 수있는 최선은 우리가 일종의 새로운 물리학을 발견하는 것입니다."
이 기사는 Investigacionyciencia.es 에서 스페인어로 재 인쇄되었습니다 .
