과학자들이 우주 날씨를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 태양 패턴을 발견했습니다.

사이언스 얼러트(Science Alert)에 따르면 사라진 조각은 태양 표면에서 폭발하는 고에너지의 특이한 패턴과 연관될 수 있다. 최근 연구.

우리는 자외선 차단제 사용으로부터 자신을 보호하기 위해 태양의 자외선에 대해 듣는 데 익숙합니다. 태양은 또한 지구상에서 가장 강력한 파동인 훨씬 더 강한 감마선을 방출합니다. 전자기장. 각 감마선 광자는 자외선 광자보다 10억 배 더 많은 에너지를 운반합니다.

감마선은 광자가 대기에 흡수되기 때문에 지구 표면에 있는 사람들에게 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 그러나 과학자들은 이러한 고에너지 광선 중 일부가 태양 플레어나 표면 폭발과 같은 태양의 강력한 폭발과 같은 태양 활동을 추적할 수 있는지 조사하고 있습니다. 이러한 강력한 사건은 지구를 강타하고 위성 운영에 영향을 미치며 철도 또는 전기 시스템을 파괴할 수 있는 “우주 기상”을 생성할 수 있습니다.

극단적인 태양 현상을 예측하는 것은 지진이 발생하기 전에 예측하는 것처럼 태양에 대한 우리의 이해를 크게 향상시킬 것입니다.

최근 연구에서 과학자들은 태양의 일부 부분이 다른 부분보다 더 강한 감마선을 방출한다는 사실을 발견했습니다. 이는 이전 모델에서 감마선이 태양 전체에 걸쳐 균일해야 한다고 지적했기 때문에 놀라운 발견입니다. 최신 연구에 따르면 태양의 북극과 남극 자기장이 반전되는 순간에 태양 극이 가장 높은 방사선을 방출하는 것으로 나타났습니다.

공동 저자이자 리스본 대학과 트리에스테 대학의 연구원인 Bruno Arseoli는 “이것은 태양 활동을 예측하기 위한 더 나은 도구를 갖는 것입니다.”라고 말했습니다. “아마도 우리는 매우 높은 에너지에서 얻은 이 새로운 정보를 사용하여 우리 모델이 태양의 행동을 예측하는 데 도움을 줄 수 있을 것입니다.”

이러한 이상한 추세에 대한 과학적 근거는 여전히 미스터리로 남아 있다고 저자들은 말합니다. 그러나 태양의 자기장은 내년이나 2년 안에 반전될 가능성이 높으며, 이를 통해 과학자들은 이 이상한 현상을 실시간으로 관찰하고 이 현상을 설명하기 위해 더 많은 데이터를 수집할 수 있습니다.

태양 표면 아래의 대칭

감마선은 모든 에너지의 왕입니다. 이는 초신성 폭발이나 중성자별과 같이 우리 우주에서 가장 에너지가 높은 물체에 의해 생성됩니다. 지구상의 핵폭발과 번개도 감마선을 생성할 수 있습니다.

태양은 여러 가지 방법으로 감마선을 방출할 수도 있습니다. 태양의 폭발이 표면에서 가스와 플라즈마를 방출할 때 감마선도 방출될 수 있지만 상대적으로 작은 에너지 수준입니다.

태양 감마선의 가장 큰 원인은 태양이 우주 전역의 초신성과 중성자별에서 방출되는 우주선(cosmic ray)이라고 불리는 고에너지 입자에 의해 충격을 받을 때 발생합니다. 전하를 띤 우주 입자가 태양에 부딪히면 태양의 자기장 주위를 돌다가 다시 나옵니다. 나가는 길에 태양 표면의 가스와 충돌하여 태양 입자를 감마선 광자로 여기시킵니다.

천체 물리학자인 팀 린든(Tim Linden)은 이러한 감마선 변환이 태양 표면 아래 100~1,000km 깊이에서 일어날 수 있다고 말했습니다. 이 곳의 자기장은 우주선을 방향 전환시킬 만큼 강합니다.

이번 연구에 참여하지 않은 스톡홀름 대학의 천체물리학자 린든은 “태양의 감마선을 통해 우리는 수천 킬로미터 아래까지 볼 수 있다”고 말했다. “어느 그것은 태양 표면 아래 깊은 곳에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 조사를 제공할 수 있습니다.

태양의 활동은 일정하지 않습니다. 11년마다 우리의 호스트 별은 북극과 남극의 위치가 바뀌면서 의상이 바뀌는데, 이를 태양 주기라고 합니다. 극이 뒤집히면 태양 표면의 활동 수준이 변합니다. 태양은 태양 극소기로 알려진 처음 부분에서 가장 활동적이지 않으며 태양 극대기라고 알려진 자기 극이 공식적으로 반전되는 중간 부근에서 가장 활동적입니다. 태양은 내년 쯤에 태양 최대치에 도달할 것으로 예상됩니다.

새로운 연구에서 연구자들은 NASA의 페르미 감마선 우주 망원경에서 수집한 데이터를 사용하여 전체 태양 주기에 걸쳐 태양 감마 방사선이 어떻게 변화하는지 연구했습니다. 그들은 감마선이 태양의 극에서 가장 강하다는 것을 발견했는데, 그곳에서 태양 활동은 주기 동안 자기장의 형식적인 반전과 동시에 정점에 달했습니다.

Arceoli는 “이것은 예상치 못한 일이었습니다.”라고 말했습니다. “그것은 우리가 태양에 대해 발견한 새로운 것입니다.”

Linden은 태양 자기장의 실제 강도가 11년 동안 크게 변하지 않기 때문에 이 발견은 놀랍다고 덧붙였습니다. 활동이 최고조에 달하는 동안 태양의 자기장은 더 엉키게 되어 표면에서 플레어나 폭발과 같은 활동이 더 많이 발생하지만 전반적인 강도가 반드시 변하지는 않습니다.

Linden은 “태양 주기의 함수로 태양의 특정 부분이 다른 부분보다 더 밝을 것이라고 말하는 모델은 아무도 없었습니다.”라고 Linden은 말했습니다. 그러나 이전 연구에서는 특이한 패턴을 암시했습니다. 그는 A에서 태양의 특정 영역이 다른 영역보다 더 밝다는 것을 보여주었습니다. 이전 연구하지만 이번 새로운 연구에서는 추세를 더 자세히 분석했습니다.

이제 우리 태양의 감마 에너지에 대한 모델과 이해를 검토해야 합니다. 이러한 편향된 구조는 태양이 자기핵을 통과할 때 나타나기 때문에 감마선이 자기 형성 및 태양 활동과 관련이 있을 가능성이 있다고 Arcioli는 말했습니다.

트리에스테 대학과 스탠포드 대학의 연구 저자이자 연구원인 엘레나 올란도(Elena Orlando)는 정확한 설명은 여전히 ​​수수께끼로 남아 있다고 말했습니다. 한 가지 아이디어는 태양 최대치 동안 우주선이 다른 지역에 도달한다는 것입니다. 아니면 태양 최대치 동안 극에 특별한 뭔가가 있을 수도 있는데, 이는 극에 도달하기 위해 더 많은 우주 광선을 끌어당깁니다. 전혀 다른 해석이 있을 수도 있습니다.

“이것은 감마선이 태양 활동에 대한 정보를 전달한다는 것을 의미합니다.”라고 Arseoli는 말했습니다. “이 협회에 새로운 연구 영역이 열리는 것 같습니다.”

태양 활동을 예측하는 잠재적인 도구

극심한 태양 현상을 예측하는 것은 지진을 예측하는 것과 같습니다. 지하 프로세스가 이동하기 시작하고 표면에서의 활동으로 이어질 수 있지만, 언제 어디서 정확히 예측하기는 어렵습니다.

이번 연구에 참여하지 않은 입자물리학자 미흐 온 니사(Mihr On Nisa)는 “이 연구는 감마선이 태양 표면에서 정확히 어디에서 발생하는지에 대한 우리의 지식을 확장하는 데 도움이 된다”고 말했습니다.

이전 연구에서도 감마선이 태양 전체를 균일하게 빛나지 않는다는 사실이 밝혀졌지만 이번 연구는 태양 활동이 가장 활발할 때의 변화를 보여주는 최초의 연구입니다.

올랜도는 감마선이 표면의 과정을 조기에 관찰하고 태양의 일반적인 상태에 대한 단서를 제공하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다. 예를 들어, 극지방의 감마선 증가는 태양의 자기장이 역전되고 태양의 활동이 증가하고 있다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 지구를 강타할 수 있는 더 많은 태양 플레어로 이어질 수 있습니다.

미래의 연구에서는 대규모 태양 플레어가 발생하기 전에 감마선이 어떻게 변하는지 조사할 수 있으며 잠재적으로 기상 조건으로 인해 지구에 비가 내릴지 여부를 결정하는 것과 마찬가지로 관측을 예측 도구로 사용할 수 있다고 Linden은 말했습니다.

Nyssa는 “이러한 감마선을 생성하는 고에너지 입자를 조절하는 것과 동일한 자기장이 우주 기상의 썰물과 흐름에도 책임이 있습니다”라고 말했습니다. “우주 기상으로 인해 생명이 방해를 받든 상관없이, 가장 가까운 별의 물리학을 제대로 이해하면 우주에서 우리가 차지하는 위치에 대한 지식이 늘어날 뿐입니다.”

이 기사는 다음의 일부입니다. 숨겨진 행성지구와 그 너머의 경이롭고 예상치 못한 기괴한 과학을 탐구하는 칼럼입니다.