Słońce emituje silne, lokalne błyski wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego krótko przed ultrafioletowym pojaśnieniem wielkiego rozbłysku słonecznego. Wysyła też ciągłe promieniowanie X z aktywnych obszarów swojej powierzchni.
Te oraz inne wstępne rezultaty otrzymane z satelitarnego obserwatorium Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) zostały w środę ogłoszone na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego przez uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda w NASA oraz innych instytucji.
21 kwietnia bieżącego roku, potężny rozbłysk klasy X zdarzył się na zachodnim skraju tarczy słonecznej. Został zaobserwowany przez RHESSI, satelitę Transition Region and Coronal Explorer (TRACE) oraz przez liczne obserwatoria orbitalne i naziemne. Połączenie danych z TRACE i RHESSI odsłoniło nową wiedzę na temat fizyki Słońca.
„Poprzez połączenie danych rentgenowskich z RHESSI i ultrafioletowych z TRACE jesteśmy w stanie prześledzić rozwój kaskady energii w największych wybuchach w Układzie Słonecznym” – powiedział profesor Robert Lin z Berkeley, kierujący misją RHESSI. „Możemy wyznaczyć gdzie i kiedy energia jest uwalniana w słonecznej atmosferze oraz zidentyfikować jej formę: plazma ogrzana do dziesiątek milionów stopni oraz szybko poruszające się elektrony spływające z położonej wyżej korony i ogrzewające gaz znajdujący się niżej„.
Obserwacje RHESSI pokazują, że zanim region rozbłysku wypełni się gorącym gazem (o temperaturze określonej przez TRACE na 2 miliony stopni), emituje on twarde promieniowanie rentgenowskie związane z szybko poruszającymi się elektronami. Pierwotny błysk zawiera elektrony o energiach rzędu 20keV (kiloelektronowoltów), podobnych do tych, które stosowane są w medycynie. W następnych chwilach emitowane są fotony promieniowania X o energiach nawet 100keV.
Promieniowanie X z aktywnych obszarów jest tak zwanym promieniowaniem hamowania (bremsstrahlung, braking radiation) wywoływanym przez elektrony uderzające w gęsty gaz u podstawy korony słonecznej. Uważa się, że elektrony są rozpędzane przez przełączanie linii pola magnetycznego wysoko ponad powierzchnią słoneczną („magnetyczna rekoneksja”). Uderzenie rozgrzewa również gaz, który wypełnia struktury w zmieniającym się lokalnym polu magnetycznym tworząc spektakularne struktury obserwowane przez TRACE i emituje swoje własne termiczne promieniowanie X.
„Byliśmy zaskoczeni widząc promieniowanie X pochodzące z podstawy rozbłysku słonecznego przed jego pojaśnieniem w zakresie ultrafioletowym” – powiedział Brian Dennis, uczony z NASA pracujący z RHESSI. „Spodziewaliśmy się ujrzeć promieniowanie rentgenowskie przychodzące prawie jednocześnie z ultrafioletowym pojaśnieniem„.
RHESSI odkryło również, że aktywne słoneczne obszary, silnie magnetyczne źródła rozbłysków słonecznych i koronalnych wyrzutów materii, w sposób ciągły wysyłają niewielkie „mikrobłyski”. Każdy z nich trwa zaledwie kilka minut. „RHESSI jest pierwszym instrumentem badającym słoneczne promieniowanie X z tak wysoką czułością w tym zakresie energii” – powiedział Lin. „Podczas gdy rozbłyski słoneczne są najjaśniejszymi źródłami promieniowania X, aktywne obszary przez cały czas błyskają miniaturowymi rozbłyskami„.
Zespół nie przeprowadził jeszcze pełnej analizy miniaturowych błysków X, ale są już przesłanki za tym, że mikrobłyski zdarzają się przez cały czas w aktywnej słonecznej koronie. To bardzo ważne odkrycie. Może ono pomóc w wyjaśnieniu 60-letniej zagadki: W jaki sposób korona jest ogrzewana do temperatur ponad 200 razy wyższych niż temperatura powierzchni Słońca.
