אשראי תמונה: נאס"א
אסטרונומים מאמינים כי השמש יוצרת ומשמידת אנטי-חומר כחלק מתהליך התגובה הטבעי שלה, אולם תצפיות חדשות של ראובן רמטי אנרגיה גבוהה ספקטרוסקופית הדמיית השמש (RHESSI) העלתה תובנות חדשות על התהליך. החומר אנטי נוצר בזיקוקי שמש כאשר חלקיקים הנעים במהירות המואצת על ידי ההתלקחות נופצים לחלקיקים הנעים לאט יותר באטמוספירה של השמש (מספיק אנטי חומר נוצר בהתלקחות אחת בלבד לשלטון ארצות הברית במשך שנתיים). באופן מפתיע, האנטי-חומר לא נהרס מייד; במקום זאת, הוא מועבר על ידי ההתלקחות לאזור אחר של השמש לפני שנהרס.
המבט הטוב ביותר עד כה כיצד פיצוץ סולארי הופך למפעל אנטי-חומר הוביל תובנות בלתי צפויות כיצד הפיצוצים האדירים עובדים. התצפית עלולה להרגיז תיאוריות כיצד הפיצוצים, המכונים התלקחויות סולריות, יוצרים ומשמידים אנטי-חומר. זה גם נתן פרטים מפתיעים כיצד הם מפיצים חלקיקים תת אטומיים כמעט למהירות האור.
התלקחות סולארית היא בין הפיצוצים החזקים ביותר במערכת השמש; הגדול ביותר יכול לשחרר אנרגיה כמו מיליארד פצצות גרעין של מגהטון. צוות חוקרים השתמש בחללית ראובן רמת רמת אנרגיה סולארית סולארית של נאס"א (RHESSI) בכדי לצלם תמונות של התלקחות סולארית ב- 23 ביולי 2002, תוך שימוש בצילומי רנטגן ואנרגיה גבוהה של ההתלקחות.
ד"ר רוברט לין, חבר סגל במחלקה לפיזיקה בבית החולים, אמר: "אנו מצלמים התלקחויות בצבע חדש לחלוטין, כזה שאינו נראה לעין האנושית, אז אנו מצפים להפתעות. RHESSI כבר נתנה לנו זוג. אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, שהוא החוקר הראשי של RHESSI.
קרני גמא וקרני רנטגן הן צורות האור האנרגטיות ביותר, כאשר חלקיק האור של קרני הגמא נמצא בראש הסולם הנושא מיליונים עד מיליארדי פעמים אנרגיה רבה יותר מחלקיק האור הנראה. התוצאות הינן חלק מסדרת מאמרים העוסקים בתצפית RHESSI שתפורסם במכתבי כתב העת Astrophysical ב -1 באוקטובר.
אנטי-חומר מחסל חומר רגיל בפרץ אנרגיה, ומעורר השראה בכותבי מדע בדיוני להשתמש בו כמקור עוצמתי להפליא להנעת ספינות כוכבים. הטכנולוגיה העכשווית יוצרת כמויות דקות בלבד, בדרך כלל במכונות שאורכות קילומטרים רבים המופעלות כדי לרסק אטומים יחד, אך מדענים גילו שההתלקחות ביולי 2002 יצרה חצי קילוגרם (בערך פאונד) של חומר אנטי-חומר, די בכדי להניע את ארצות הברית כולה במשך יומיים. על פי התמונות והנתונים של RHESSI, האנטי-חומר זה לא נהרס במקום הצפוי.
אנטי-חומר נקרא לעתים קרובות "תמונת הראי" של חומר רגיל, מכיוון שלכל סוג של חלקיק חומר רגיל, ניתן ליצור חלקיק אנטי-חומר זהה למעט מטען חשמלי הפוך או תכונות יסוד אחרות.
אנטי-חומר נדיר ביקום של ימינו. עם זאת, ניתן ליצור זאת בהתנגשויות במהירות גבוהה בין חלקיקים מחומר רגיל, כאשר חלק מהאנרגיה מההתנגשות עוברת לייצור אנטי-חומר. אנטי-חומר נוצר בהתלקחויות כאשר החלקיקים הנעים במהירות במהלך האש מתנגשים עם חלקיקים איטיים יותר באטמוספירה של השמש.
על פי תיאוריית ההתלקחות, התנגשויות אלה מתרחשות באזורים צפופים יחסית של האטמוספרה הסולארית, מכיוון שהתנגשויות רבות נדרשות לייצר כמויות משמעותיות של אנטי-חומר. מדענים צפו כי האנטי-חומר ישמיד בקרבת אותם מקומות, מכיוון שיש כל כך הרבה חלקיקים של חומר רגיל להיתקל בהם. "אנטי-חומר לא אמור להגיע רחוק," אמר ד"ר ג'רלד שתף ממעבדת המחקר הימי, וושינגטון, מחבר הראשי של המאמר על התצפיות של RHESSI על ההרס נגד החומר בהתלקחות 23 ביולי.
עם זאת, בגרסה קוסמית של משחק הקונכיות נראה כי התלקחות זו עלולה היה לערבב אנטי-חומר, לייצר אותו במקום אחד ולהשמיד אותו במקום אחר. RHESSI איפשרה לניתוח המפורט ביותר עד היום לקרני הגמא שנפלטו כאשר אנטי-חומר מחסל חומר רגיל באטמוספירה הסולארית. הניתוח מצביע על כך שהאנטי-חומר של הזיקוק היה עשוי להיהרס באזורים שבהם טמפרטורות גבוהות הפכו את צפיפות החלקיקים נמוכה פי אלף מאשר במקום בו היה צריך להיווצר האנטי-חומר.
לחלופין, אולי אין בכלל "משחק קונכיות", והתלקחויות מסוגלות ליצור כמויות משמעותיות של אנטי-חומר באזורים פחות צפופים, או שהתלקחויות איכשהו יוכלו לשמור על אזורים צפופים למרות טמפרטורות גבוהות, או שהאנטי-חומר נוצר "על לרוץ במהירויות גבוהות, והיצירה המהירה העניקה מראה של אזור בטמפרטורה גבוהה, לדברי הצוות.
התלקחויות סולאריות מסוגלות גם לפוצץ חלקיקים טעונים חשמליים באטמוספירת השמש (אלקטרונים ויונים) כמעט למהירות האור (בערך 186,000 מיילים לשנייה או 300,000 קמ"ש). התצפית החדשה של RHESSI חשפה כי התלקחויות סולאריות איכשהו ממיינות חלקיקים, אם לפי המוניהם או המטען החשמלי שלהם, כאשר הם מניעים אותם למהירויות גבוהות במיוחד.
"תגלית זו מהפכה בהבנתנו את זיקוקי השמש," אמר ד"ר גורדון הורפורד מאוניברסיטת ברקלי, אוניברסיטת קליפורניה, שהוא המחבר הראשי של אחד מתוך 15 מאמרים בנושא מחקר זה.
האטמוספירה הסולארית היא גז של חלקיקים טעונים חשמליים (אלקטרונים ויונים). מכיוון שחלקיקים אלה מרגישים כוחות מגנטיים, הם מוגבלים לזרום לאורך שדות מגנטיים החודרים לאטמוספירה של השמש. ההערכה היא כי התלקחויות סולאריות מתרחשות כאשר שדות מגנטיים באטמוספירה של השמש מתפתלים ומתפתחים לפתע לתצורה חדשה, כמו רצועת גומי שנשברת כאשר נמתחים יתר על המידה. זה נקרא חיבור מגנטי מחדש.
בעבר, מדענים האמינו כי החלקיקים באטמוספירה הסולארית מואצים כאשר הם נגררים יחד עם השדה המגנטי כשהוא התהפך לצורה חדשה, כמו אבן בקלע הקלע. עם זאת, אם זה פשוט כל כך, כל החלקיקים היו נורים לאותו כיוון. התצפיות החדשות של RHESSI מראות שזה לא כך; חלקיקים (יונים) כבדים יותר מגיעים למקום אחר מאשר חלקיקים קלים יותר (אלקטרונים).
ד"ר קרייג דה פורסט, חוקר סולרי במכון המחקר דרום-מערב, אמר ד"ר קרייג דה פורסט, חוקר סולרי במכון המחקר דרום-מערב, "התוצאה מפתיעה לא פחות מכורי זהב הפוצצים פרצוף מצוק ומגלים שהפיצוץ זרק את כל הלכלוך לכיוון אחד וכל הזהב בכיוון אחר. בולדר, קולו.
האמצעי לפיו אבוקות ממיינות חלקיקים לפי מסה אינו ידוע; ישנם הרבה מנגנונים אפשריים, על פי הצוות. לחלופין, ניתן למיין את החלקיקים לפי המטען החשמלי שלהם, מכיוון שיונים נטענים באופן חיובי ואלקטרונים טעונים באופן שלילי. אם זה כך, היה צורך להיווצר שדה חשמלי בהתלקחות, מכיוון שחלקיקים נעים בכיוונים שונים בשדה חשמלי בהתאם למטען שלהם. בשני המקרים, חיבור מגנטי עדיין מספק את האנרגיה, אך תהליך ההאצה מורכב יותר.
הרמז שהפך את המדענים להתנהגות מפתיעה זו היה התצפית של RHESSI לפיה קרני הגמא מההתלקחות ב23- ביולי לא נפלטו מאותם מיקומים שפלטו את צילומי הרנטגן, כפי שמנבא התיאוריה. על פי תיאוריות התלקחויות סולאריות, אלקטרונים ויונים מואצים למהירויות גבוהות במהלך ההתלקחות והמירוץ במבנים מגנטיים בצורת קשת. האלקטרונים גולשים לאטמוספירה הסולארית הצפופה יותר סמוך לשתי נקודות הרגל של הקשתות, ופולטות קרני רנטגן כאשר הם נתקלים שם בפרוטונים טעונים חשמליים שמסיטים אותם. יש להפיץ קרני גמא מאותם מיקומים כאשר היונים המהירים מתרסקים גם הם לאזורים אלה.
בעוד ש RHESSI צפתה בשני אזורים פולטי רנטגן בנקודות הרגל, היא צפתה, כצפוי, רק זוהר קרני גאמא שמרכזו במקום אחר כ- 15,000 ק"מ דרומית לאתרי הרנטגן.
"כל תגלית חדשה מראה שאנחנו רק מתחילים להבין מה קורה בפיצוצים הענקיים האלה," אמר ד"ר בריאן דניס ממרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א, גרינבלט, ד"ר, שהוא מדען המשימה של RHESSI. RHESSI הושק ב- 5 בפברואר 2002, כאשר אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, אחראית על מרבית היבטי המשימה, ו- NASA Goddard אחראית על ניהול התוכניות והפיקוח הטכני.
מקור: מהדורת החדשות של נאס"א
