“La emisión del Sol a altas energías desafía los modelos actuales”, dicen los científicos, y se necesitan nuevas sondas “decisivas” para resolver el misterio.
Vice.- Los científicos han capturado la radiación más energética jamás detectada de nuestro Sol, un descubrimiento inexplicable que desafía los modelos del funcionamiento interno de nuestra estrella, informa un nuevo estudio.
Los astrónomos fueron testigos de cómo nuestra estrella emitía rayos gamma, la forma de luz de mayor energía, que son un billón de veces más intensos que la luz solar visible que experimentamos aquí en la Tierra. Este flujo constante de rayos gamma, que no representa una amenaza para la vida en nuestro planeta, es mucho más brillante de lo esperado según los modelos del comportamiento del Sol, lo que genera nuevas preguntas sobre los mecanismos que alimentan el brillo radiante.
El Sol brilla principalmente en las bandas infrarroja, visible y ultravioleta del espectro de luz, aunque observaciones recientes de telescopios pioneros de rayos gamma han insinuado que nuestra estrella puede estar activa a energías mucho más altas. Para dar seguimiento a estas pistas, los científicos observaron el Sol durante seis años con el observatorio High Altitude Water Cherenkov (HAWC), que se encuentra a una altitud de 4100 metros entre los picos de los volcanes inactivos cerca de Pueblo, México.
Para su sorpresa, los investigadores de HAWC descubrieron los primeros rayos gamma solares que superan un teraelectronvoltio (TeV), una unidad de energía que solo se ve en los reinos de mayor energía del universo. El equipo dijo que sus observaciones “profundizan los misterios de la emisión del disco solar” y “resaltan la necesidad de un marco revisado que pueda explicar el exceso anómalo de rayos gamma del Sol también en el rango de TeV”, según un estudio publicado . el jueves en Physical Review Letters .
“El Sol es una de las fuentes más estudiadas en la astrofísica de múltiples mensajeros”, dijo el equipo en el estudio. “Se puede probar en detalle a través de observaciones directas en todo el espectro electromagnético”, además de métodos indirectos, como la heliosismología.
Sin embargo, la emisión del Sol a altas energías desafía los modelos actuales”, dijeron los investigadores. “Se necesitan nuevas sondas decisivas para resolver estos acertijos, y las observaciones a altas energías son especialmente importantes”.
Con eso en mente, el equipo de HAWC buscó sondear los límites superiores del rango de energía del Sol con su observatorio único. A diferencia de los telescopios tradicionales, HAWC está compuesto por 300 grandes tanques de agua, cada uno con 200 toneladas métricas de agua purificada, que son monitoreados por una compleja red de sensores.
Este detector inusual está diseñado para capturar rayos gamma y otros mensajeros de los reinos más energéticos del universo, incluidos los rayos cósmicos, que son misteriosas partículas supercargadas que viajan por el espacio.
“HAWC se encuentra entre los pocos detectores capaces de observar el Sol en el rango de TeV”, dijo el equipo en el estudio. “Su gran campo de visión y su alta fracción de tiempo de vida permiten una exposición continua a medida que el Sol transita por el cielo”.
La colaboración HAWC se centra principalmente en fenómenos de alta energía que se originan mucho más allá del sistema solar, pero el equipo decidió estudiar el Sol después de que el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA observara la emisión de rayos gamma solares en el gigaelectronvoltio (GeV). rango, que es 1.000 veces menor que la emisión de TeV. Los científicos creen que estos brillantes rayos gamma se producen cuando los rayos cósmicos de fronteras distantes golpean el Sol e interactúan con partículas debajo de su superficie, aunque los detalles exactos de estos encuentros siguen sin estar claros.
El nuevo estudio se basa en una exposición que transcurrió entre noviembre de 2014 y enero de 2021, lo que resultó en un conjunto de datos de seis años de observaciones solares de alta energía. El Sol pasa por ciclos que duran 11 años , que incluyen un período mínimo de actividad así como un período máximo que está marcado por poderosas erupciones, frecuentes tormentas solares y abundantes manchas solares. Aunque el Sol se encontraba en la fase más tranquila de su ciclo solar durante el período de observación de HAWC, seguía emitiendo rayos gamma sin precedentes con energías de hasta 10 TeV, abriendo una ventana completamente nueva hacia nuestra estrella familiar.
Nadie sabe aún qué está causando este poderoso resplandor, y solo hemos desarrollado las herramientas adecuadas para verlo en las últimas décadas. Dicho esto, el misterioso origen de los rayos gamma podría ser desentrañado por futuros estudios que se centren en los poderosos campos magnéticos del Sol, que probablemente juegan un papel importante en la producción de la emisión de alta energía.
“El flujo observado es casi dos órdenes de magnitud mayor que el flujo esperado solo del limbo solar, lo que indica el importante papel de los campos magnéticos en la modulación y mejora del flujo”, dijo el equipo.
“Sondear el Sol a las energías más altas es clave para comprender la propagación de los rayos cósmicos en la heliosfera y, en particular, para resolver los enigmas de la emisión de rayos gamma GeV inesperadamente brillante vista por Fermi”, concluyeron los investigadores. “Nuestras observaciones de TeV con HAWC muestran que el Sol sigue siendo una fuente de rayos gamma anómalamente brillante a muy altas energías”.
