Новые факты исследований солнечного рентгеновского излучения

:  Астрономы еще на один шаг приблизились к разрешению проблемы рентгеновских наблюдений за поверхностью Солнца. Как оказалось, одной из отличительных черт спектрального света является малое количество железа. Противоречие возникает всякий раз, когда рентгеновский телескоп исследует световой спектр Солнца или любой другой звезды. Высокоэнергетические частицы железа доминируют в солнечном спектре при определенной длине волн. Тем не менее, количество железа оказалось меньшим, чем ожидалось ранее. Споры вокруг этой проблемы длятся уже несколько десятилетий.

Некоторые ученые считают, что именно несовершенное моделирование столкновений внутри солнечного газа (плазмы) является причиной меньшего количества железа, чем прогнозирует модель. Другие говорят, что суть проблемы – в методах вычислений атомной физики.

Новое исследование, проведенное международной группой ученых под руководством Института Ядерной Физики Макса Планка (Гейдельберг, Германия), причиной разногласий считает именно дефекты моделирования.

«Мы нашли нечто особенное. Дело не в отклонении», говорит Свен Бернитт, один из ученых института и ведущий автор научной работы.

«Далекая» физика

Наблюдение за Солнцем или любой другой звездой натыкается на проблему определения ее свойств. Астрономы полагаются на спектроскопию – разбитие света на составные части (длина волн) – для определения отдельных частей звезды.

Солнце в большинстве своем состоит с водорода и гелия, тем не менее, в его центре находится маленькое мощное железное ядро. Со временем, когда солнце стареет, железа становиться больше. «Вся информация, которая имеется о звезде, получена при помощи радиации», говорит Бернитт.

Солнечную среду до последнего времени было очень трудно воспроизвести при помощи рентгеновского излучения, добавил Бернитт. Сейчас существует лишь одна возможность проведения подобного процесса – Линейный Ускоритель Частиц Стэнфордского университета (Национальная Лаборатория Ускорителей).

Линейный ускоритель длиной в 2 мили, также известный как квантовый усилитель свободных электронов, создал новый тип генерации рентгеновского излучения, в котором частицы получают сверхмощный энергетический заряд.

Создатели прибора говорят, что импульсы рентгеновского излучения усилителя в миллиард раз ярче, чем те, что генерировались синхротронами (тип циклического усилителя).

«Это самый мощный источник света, существующий на планете», говорит Бернитт. «Он действительно уникален, что дает нам возможность все-таки провести исследование».

«Время лучей»

Команда ученых привезла с Германии в Стэнфорд 3,5-тонный электроно-ионный капкан – прибор, в состав которого входит магнетический зал.

Имея в запасе десятки часов «лучевого времени», исследователи произвели в зале облако высокозаряженных ионов. При помощи квантового усилителя свободных электронов на ионное облако был направлен поток рентгеновского излучения, что дало возможность рассмотреть атомную структуру ионов.

Ученые измерили «коэффициент интенсивности свечения» (возбуждение) двух спектральных свойств заряженных атомов. Прибор также позволил им вычислить уровень возбуждения отдельных атомов без учета энергии, выделяемой при столкновении частиц, которые часто обнаруживаются в солнечной плазме.

«Это очень чистый эксперимент», говорит Бернитт. Результаты вычислений показали, что возбуждение железа на одном с энергетических уровней оказалось выше, чем ожидалось. Это значит, что атомные расчеты относительно железа должны быть пересмотрены.

Пока что проведение других исследований не планируется, поскольку они требуют слишком больших затрат. Тем не менее, ученые надеются продолжить свою работу.

comments powered by HyperComments

Также читайте