Необычайно быстрый поток высокоэнергетических частиц, появившийся в результате мощнейшей вспышки на Солнце, зарегистрировали ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Вспышка произошла в ночь на 23 марта. Протоны преодолели 150 миллионов километров всего за 8 минут. О том, как ученые ловили скоростные частицы и какое значение это имеет для современной науки порталу наука.рф рассказал научный руководитель Научно-образовательного центра НЕВОД, доктор физико-математических наук, профессор Анатолий Петрухин.
Анализируя данные мюонного годоскопа УРАГАН, ученые НИЯУ МИФИ обнаружили повышение скорости счета мюонов, образующихся в атмосфере под действием космических лучей. Такие редкие события возникают в результате мощных вспышек на Солнце и называются GLE (Ground Level Enhancement). С 1942 года было зарегистрировано всего лишь 73 подобных явления.
— Что означает такая мощная вспышка? С чем может быть связано ее возникновение на Солнце?
— Солнце — это термоядерный реактор, который выделяет колоссальную энергию. Поэтому нашу звезду можно представить как кипящий шар. И как, например, из кипящей воды вылетают брызги, образуются и лопаются пузыри, так и из Солнца вылетают огромные массы частиц (солнечная плазма), которые называются вспышками. Чем мощнее выброс, тем реже он появляется.
— Какое значение для науки имеет это событие и почему?
— Вспышки на Солнце наблюдаются многими обсерваториями, но из них до Земли доходят не многие. Дело в том, что важна не только мощность вспышки, но и ее направление. Если вспышка направлена в сторону от Земли, то мы ничего не почувствуем. А если она направлена в сторону Земли, то через двое — трое суток мощное плазменное облако врежется в магнитосферу Земли и начнутся различные процессы: магнитные бури, нарушение радиосвязи, сбои спутниковой аппаратуры и т. п.
Важно, что в мощных вспышках могут присутствовать не только плазменные частицы, которые прилетают на Землю в течение двух-трех дней, но и частицы очень высоких энергий. Они летят с близкой к скорости света скоростью и долетают до Земли примерно за 8 минут. Но для их регистрации необходимо, чтобы научная установка, способная регистрировать такие частицы, была направлена на Солнце. Именно такое событие и случилось в ночь на 23 марта 2024 г.
— Много ли ожидается подобных вспышек в будущем?
— Вспышек такой мощности на Солнце бывают довольно много, но направленных в сторону Земли лишь 10-20 в год. Их количество зависит от активности Солнца, которая сильно меняется с периодом в 11 лет. Событий, подобных наблюдаемому 23 марта, с 1942 года было зарегистрировано всего лишь 73, примерно по одному событию в год, т. е. это довольно редкое явление.
— Как образуются мюонные потоки космических лучей? В чем особенность мюонов? Насколько хорошо известно о свойствах и особенностях этих частиц?
— Мюоны — это заряженные частицы, очень похожие на электроны, но их масса в 207 раз больше. Это короткоживущая частица, время жизни 2,2 микросекунды. Но из-за эффектов теории относительности мюоны высоких энергий живут значительно дольше и могут пролетать огромные расстояния.
Мюоны образуются в результате распадов других элементарных частиц, называемых пионами, которые в свою очередь образуются в результате взаимодействия с ядрами атомов атмосферы Земли: азота и кислорода космических лучей, в том числе и вылетающих из Солнца.
На поверхности Земли мюоны составляют 70-80% общего потока заряженных частиц. Поэтому мюоны широко используются для исследований не только магнитосферы и атмосферы Земли, но и различных крупных объектов: пирамид, вулканов, промышленных сооружений и т. д. Существует такое понятие — мюонография, аналог рентгенографии, но в потоке мюонов, которое имеет проникающую способность, намного превышающую рентгеновские лучи.
Беседовала Анна Шиховец
Новости СМИ2
