Astronomen hebben onlangs aangekondigd dat voor het eerst een voorheen ongeïdentificeerde groep deeltjes met ultrahoge energie is geïdentificeerd in de bovenste atmosfeer van de zon. Er wordt aangenomen dat het de belangrijkste bron is van gammastraling die de meest gewelddadige uitbarstingen van de zon veroorzaakt, en een antwoord biedt op een fysiek mysterie dat de zon al jaren plaagt. De relevante resultaten zijn voltooid door een team van het New Jersey Institute of Technology's Center for Solar-Earth Research (NJIT-CSTR) en gepubliceerd in het laatste nummer van het tijdschrift Nature Astronomy.

Bij het analyseren van de waarnemingsgegevens van een zonnevlam met een intensiteitsniveau van wetenschappers geloven dat wanneer deze licht geladen deeltjes botsen met materiaal in de zonneatmosfeer, ze intense gammastraling vrijgeven via het proces van 'remstraling', wat de abnormale stralingssignalen verklaart die lange tijd bij vergelijkbare gewelddadige uitbarstingen zijn waargenomen.

Om de bron van gammastraling nauwkeurig te kunnen achterhalen, analyseerde het onderzoeksteam gezamenlijk gegevens over hoogenergetische gammastraling verkregen door NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope en gegevens over zonnemicrogolfbeelden afkomstig van de Owens Valley Solar Array (EOVSA) van het New Jersey Institute of Technology in Californië, VS. Door de twee sets gegevens te vergelijken, identificeerden ze een derde ‘interessegebied’ (ROI 3) naast de twee eerder bestudeerde gebieden, waar gammastraling en microgolfsignalen zeer ruimtelijk samenvallen, wat wijst op een groep abnormale deeltjesgroepen met energiepieken in de orde van mega-elektronvolts.

Anders dan de verdeling van traditionele, door flare versnelde elektronen, waarbij hoe hoger de energie, hoe kleiner het aantal, wordt deze nieuw ontdekte deeltjespopulatie gedomineerd door hoogenergetische deeltjes en relatief weinig laagenergetische deeltjes, wat zeer unieke energiespectrumkarakteristieken vertoont. Door middel van numerieke modellering hebben de onderzoekers deze speciale energieverdeling rechtstreeks afgestemd op de waargenomen spectraallijnen van gammastraling, waardoor verder werd geverifieerd dat Bremsstrahlung-straling het belangrijkste mechanisme is waarmee deze hoogenergetische elektronen (of positronen) gammastraling genereren.

Onderzoek toont ook aan dat dit deeltjesversnellings- en verblijfsgebied zich in de buurt van de belangrijkste zone van snel verval van het magnetische veld en sterke deeltjesversnelling bevindt, wat sterke observationele ondersteuning biedt voor de theorie dat "zonnevlammen geladen deeltjes efficiënt versnellen door opgeslagen magnetische energie vrij te geven." Wetenschappers wezen erop dat dit resultaat niet alleen het begrip van het stralingsmechanisme van zonnevlammen verdiept, maar ook de basis legt voor het vaststellen van nauwkeurigere modellen voor zonneactiviteit en ruimteweervoorspelling. Verwacht wordt dat het in de toekomst de potentiële impact van sterke zonne-uitbarstingen op ruimtevaartuigen, satellieten en grondtechnologiesystemen beter zal kunnen beoordelen.

Momenteel is een onbeantwoorde vraag of deze extreme deeltjes voornamelijk uit elektronen of positronen bestaan. Het onderzoeksteam stelde dat door het meten van de polarisatiekarakteristieken van microgolfstraling bij soortgelijke gebeurtenissen in de toekomst, verwacht wordt dat er verschillende deeltjestypen onderscheiden kunnen worden; het lopende EOVSA array-upgradeproject "EOVSA-15" zal 15 nieuwe antennes toevoegen en ultrabreedbandontvangsttechnologie introduceren, die naar verwachting in de nabije toekomst deze belangrijke observatiecapaciteit zal bieden. Volgens rapporten werd dit onderzoekswerk gefinancierd door de National Science Foundation en NASA, wat een belangrijke stap betekent voor de mensheid in het begrijpen van de energiebron van de meest gewelddadige zonnevlammen.

Samengesteld uit /scitechdaily