Het onderzoek stelt een innovatieve methode voor om de verborgen magnetische velden van de zon te onderzoeken met behulp van hoogenergetische gammastraling. TeV-gammastraling kan helpen de mysteries van magnetische velden die zich onder het zonneoppervlak bevinden, te ontrafelen. De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.

Onderzoek naar zonnegammastraling, magnetische velden en kosmische straling

Traditionele methoden voor het bestuderen van de zon zijn gebaseerd op zichtbaar licht, röntgenstraling of emissie met een lagere energie om zo de magnetische activiteit van de zon te observeren. Zonnegammastraling ontstaat wanneer kosmische straling in wisselwerking komt met de atmosfeer van de zon, terwijl kosmische straling bestaat uit extreem energetische deeltjes die ontstaan ​​na de dood van sterren in de Melkweg. Onlangs detecteerde het High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC) in Mexico TeV-gammastraling, de meest energetische emissies ooit, van de zon. Dit resultaat impliceert dat er sterke magnetische velden in de zon moeten zijn om de kosmische straling af te buigen. Het is echter onduidelijk waar deze velden zich in de zon bevinden. Hoe kosmische straling door de complexe atmosferische magnetische velden van de zon navigeert en deze TeV-gammastraling produceert, is eveneens onduidelijk.

Dit nieuwste onderzoek suggereert dat sterke, horizontale magnetische velden net onder het oppervlak van de zon (de fotosfeer), verborgen voor directe waarneming, hiervoor verantwoordelijk zouden kunnen zijn. Deze velden, die bij hun ontstaan ​"internetwerkvelden" worden genoemd, kunnen hoogenergetische kosmische straling omleiden, wat leidt tot de productie van de TeV-gammastraling die door HAWC wordt waargenomen. Deze ontdekking biedt niet alleen een oplossing voor de puzzel van de gammastraling van de zon, maar maakt gammastraling ook een krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van de magnetische velden van de zon, als aanvulling op traditionele methoden.

Mysteries van zonnemagnetische velden

Magnetische velden van de zon sturen de zonnecyclus aan en beïnvloeden gebeurtenissen zoals zonnevlammen en coronale massa-ejecties. Deze verschijnselen kunnen de ruimteomgeving van de aarde verstoren en satellietcommunicatie, elektriciteitsnetten en ruimtemissies beïnvloeden. Inzicht in deze magnetische velden is essentieel voor het verbeteren van ruimteweersvoorspellingen, het beschermen van technologie en het waarborgen van de veiligheid van toekomstige maan- en ruimtemissies.

Dankzij geavanceerde gammastralingwaarnemingen van faciliteiten zoals het Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) in China en toekomstige ruimtemissies, gecombineerd met gedetailleerde numerieke studies, komen wetenschappers dichter bij het ontrafelen van de mysteries van de zon.

Publicatie

TeV Solar Gamma Rays as a Probe for the Solar Internetwork Magnetic Fields, Kenny C. Y. Ng, Andrew Hillier, and Shin’ichiro Ando. Phys. Rev. Lett. 135 (2025) 125201.

Het onderzoek werd ondersteund door de Croucher Foundation; Research Grants Council (RGC); National Natural Science Foundation of China (NSFC); Science and Technology Facilities Council (STFC) in het Verenigd Koninkrijk; Japan Society for the Promotion of Science (JSPS); een KAKENHI-subsidie ​​van het Japanse Ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie (MEXT); en de CUHK Strategic Partnership Award for Research Collaboration (SPARC).