我們的太陽原來是一個充滿活力的光源的工廠。
科學家們發現，太陽釋放出的高能伽馬射線總體上比預計的要多。但研究人員在即將發表在“物理評論快報”上的一篇研究報告中說，真正奇怪的是，當這顆恆星處於最緩慢的狀態時，能量最高的射線就會出現。這項研究是第一次在太陽週期的大部分時間裡檢測這些伽馬射線，這是一個大約11年的太陽活動增減週期。
研究人員說，這一新發現的奇異現象可能與太陽磁場的活動有關，並可能導致對神秘環境的新認識。
哥倫布俄亥俄州立大學的天體物理學家約翰·比科姆說：“幾乎可以肯定的是，磁場比我們預期的要強大得多，變化無常得多，形狀也更奇怪。”
太陽的高能伽馬射線不是由恆星直接產生的。相反，這種光是由宇宙射線觸發的--宇宙射線帶著自然界已知的最高能量穿過太空，這些質子撞擊到太陽質子中，並在此過程中產生高能伽馬射線。
如果沒有磁場，所有這些伽馬射線都會在太陽內部消失。眾所周知，磁場像宇宙射線一樣把帶電粒子帶到地球上，使它們旋轉，並像龍捲風中的房子那樣旋轉它們。理論家們預測，那些路徑被太陽表面的磁場纏結打亂的宇宙射線，應該會把高能伽馬射線從太陽射出，天文學家可以在那裡看到它們。
在俄亥俄州天體物理學家提姆·林登的帶領下，比科姆和他的同事們從2008年8月到2017年11月期間，對美國宇航局費米伽瑪射線太空望遠鏡的數據進行了篩選。這些觀測涵蓋了2008年和2009年太陽活動較少的時期，2013年太陽活動較高的時期，以及從2018年開始的下一個週期活動降至最低的時期。該小組跟蹤了每秒發射的太陽伽馬射線的數量，以及它們的能量和它們在太陽上的來源。
研究小組報告說，高能量伽馬射線超過50Gev，比任何人預測的都要多。更奇怪的是，能量超過100 GeV的射線只出現在太陽活動水平較低的太陽最低值時。在太陽最低值期間發射的一個光子的能量高達467.7 GeV。
最奇怪的是，太陽似乎在其週期的不同時間從其表面的不同部分發射伽馬射線。因為射向太陽的宇宙射線來自四面八方，所以你會認為整個太陽都會均勻地照射到伽馬射線中。但比科姆的研究小組發現，在太陽活動極小期，伽馬射線主要來自赤道附近，而在太陽活動高峰時期，伽馬射線聚集在兩極附近。
比科姆說：“所有這些事情都比任何人預測的要奇怪得多。這意味著磁場一定比任何人想象的要奇怪得多。”
這些圖顯示，太陽在太陽活動較低的時期(從2008年8月到2009年底，左)從太陽中部射出被稱為高能伽馬射線的光，但不是在太陽活動頻繁的時期(從2010年到2017年，右)。2010年之後，伽馬射線似乎從赤道向兩極遷移。能量小於100GeV的射線被描繪成圓形，而能量大於100 GeV的射線則是三角形。條形圖表示來自不同緯度的伽馬射線的數量。
比科姆和他的同事們試圖將多餘的伽馬射線與其他太陽活動聯繫起來，比如太陽耀斑或太陽黑子。“到目前為止，還沒有什麼能真正經受住任何形式的審查。”天體物理學家安妮卡·彼得說。
高能伽馬射線可能提供一種新的方法來探測太陽表面最上層的磁場，稱為光球。“你用望遠鏡看不見磁場。”比科姆說，“但是這些宇宙射線正在那裡旅行，它們發回的伽馬射線是那裡可怕狀況的信使。”
更多的觀測即將到來。美國宇航局的帕克太陽探測器於8月12日發射升空，它將首次直接測量太陽外層大氣或日冕的磁場。當太陽進入下一個太陽極小值時，最高能量的伽馬射線開始返回。今年2月，費米捕捉到了自2009年以來第一次能量超過100GeV的伽馬射線。
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