Slunce dovede překvapit. Kredit: Mehr Un Nisa.

Slunce vypadá nevinně. Každý den se směje na obloze. Ale pro vědce, jak se zdá, má nachystané jedno překvapení za druhým. Takovou zkušenost nedávno získala astrofyzička Mehr Un Nisaová z americké Michigan State University a její tým. Podařilo se jim detekovat doposud nejvíce energetické záření ze Slunce. Jde o tak energetické gama záření, že je to z pohledu dosavadních znalostí absurdní.

Mehr Un Nisa. Kredit: Michigan State University.

Vysokoenergetické gama záření se pochopitelně nedostane až na zemský povrch. Badatelé ale mohou využívat služeb vesmírných observatoří a také pozemních Čerenkovových observatoří, které detekují stopy po příletu velmi energetických fotonů gama záření. Mezi těmito observatořemi má význačné postavení High-Altitude Water Cherenkov Observatory, čili HAWC, která pracuje na svazích vulkánu Sierra Negra v mexickém státě Puebla. Jednou z jejích klíčových výhod je nepřetržitý provoz.

Rekordní gama záření ze Slunce v datech. Kredit: HAWC Collaboration.

HAWC se zrovna moc nepodobá klasickým observatořím, ale její pozorování jsou o to cennější. Observatoř, která se nachází v nadmořské výšce cca 4 100 metrů, tvoří 300 válcovitých nádrží na vodu, z nichž každá obsahuje 200 tun vody. Když foton gama záření z vesmíru zasáhne pozemskou atmosféru, jeho energie se projeví sprškou částic, která prošpikuje zemský povrch. Ve vodních nádržích HAWC tyto spršky vytvářejí Čerenkovovo záření, které zachytí speciální detektory.

Nisaová a spol. dlouhodobě sledují gama záření ze Slunce. Když analyzovali pozorování mezi lety 2015 a 2021, zaujalo je extrémně energetické gama záření, jehož energie se pohybovala kolem 1 TeV, tedy 1 bilion elektronvoltů. Pro představu, fotony viditelného světla přilétající ze Slunce nesou energii zhruba 1 elektronvoltu, čili o 12 řádů nižší.

V devadesátých letech odborníci předpovídali, že Slunce může produkovat vysokoenergetické gama záření, když ho zasáhne kosmické záření o vysokých energií z okolního vesmíru. Tehdy nebyly k dispozici přístroje, které by to mohly zachytit. První pozorování slunečního gama záření s energií nad 1 miliardu elektronvoltů uskutečnil vesmírný gama teleskop Fermi v roce 2011. Od té doby detekoval gama záření o energiích, které dosahovaly maximálně kolem 200 GeV.

Observatoř HAWC přišla s detekcí gama záření ze Slunce s energií na úrovni teraelektronvoltů, což prakticky nikdo nečekal. Zároveň k tomu došlo nikoliv během „horké“ fáze sluneční aktivity, ale naopak během naprostého slunečního klidu. Ta potměšilá hvězda si z nás dělá legraci.

Video: North America's Weirdest Telescope | From The Lab

Literatura

Michigan State University 3. 8. 2023.

Physical Review Letters 131: 051201.