Учени откриха изненадваща връзка между космическите лъчи и слънчевите бури

Високоенергийните космически лъчи непрекъснато бомбардират земната атмосфера от всички посоки на Космоса. В същото време мощните изригвания на Слънцето също изпращат потоци от енергийни частици към Земята.

В продължение на десетилетия учените смятаха, че тези два потока от частици почти не си взаимодействат по пътя към нашата планета.

Ново изследване, публикувано в списание Physical Review Letters, обаче показва, че част от най-високоенергийните космически лъчи всъщност се влияят от слънчевите бури.

Според авторите на проучването това откритие може да промени начина, по който се наблюдават и прогнозират слънчевите бури, които представляват риск за сателитите, комуникационните системи и електропреносните мрежи.

Какво знаеха учените досега

Досега беше известно, че слънчевите бури могат да отклоняват или блокират нискоенергийните космически лъчи, като ги улавят в своите силно изкривени магнитни полета.

Смяташе се обаче, че високоенергийните космически лъчи са практически неудържими и преминават през сложната мрежа от слънчеви магнитни полета почти без отклонение.

Как е направено откритието

За да проверят тази теория, екип, ръководен от физика Дейвид Руфоло от университета "Махидол" в Тайланд, анализира данни от обсерваторията Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) – гигантски масив от детектори, разположен в Китай.

LHAASO не регистрира директно космическите лъчи. Вместо това наблюдава вторичните частици, които се образуват, когато космическите лъчи се сблъскват с молекулите високо в земната атмосфера.

Всеки час обсерваторията отчита стотици милиони подобни събития. Проследяването на промените, свързани със слънчевите бури, обаче е трудно, тъй като атмосферните условия също влияят върху измерванията.

Необичайна промяна по време на слънчева буря

За да избегнат този проблем, учените анализирали дали космическите лъчи пристигат по-често от определена посока.

Те открили подобен дисбаланс при данни, събрани по време на слънчева буря през ноември 2021 г.

В продължение на няколко часа броят на космическите лъчи, идващи от североизточната част на небето, бил значително по-малък в сравнение с останалите направления.

Според изследователите това се дължи на турбулентните магнитни полета в предната част на слънчевата буря, които са разпръсквали космическите лъчи, движещи се към Слънцето. В резултат се е получил измерим дисбаланс в броя на частиците, достигащи Земята.

Нови възможности за прогнозиране на слънчеви бури

Откритието има значение не само за астрофизиката. Екипът смята, че космическите лъчи могат да се превърнат в ценен инструмент за изследване на магнитната структура на слънчевите бури.

В момента космическите апарати могат да измерват характеристиките на плазмената среда само в точката, в която се намират. Космическите лъчи обаче изминават огромни разстояния и могат да предоставят много по-широка картина.

Учените смятат, че с помощта на обсерватории като LHAASO, разположени в различни части на света, ще бъде възможно по-ранното откриване на слънчеви бури.

Това би осигурило повече време за защита на критичната инфраструктура, включително електропреносните мрежи, сателитите и комуникационните системи.

Снимка: Magnific