Космические лучи — это заряженные частицы, которые летят к нам от далёких взрывов звёзд. Но прежде чем попасть в детектор, они проходят через пузырь солнечного ветра. Солнце дышит: то раздувает этот пузырь, то сжимает. Частицам приходится пробиваться сквозь меняющееся магнитное поле, как пловцу против течения, которое то усиливается, то ослабевает.
Учёные взяли данные детектора AMS-02 на Международной космической станции за целый 11-летний цикл солнечной активности. Они проверили, насколько хорошо разные модели описывают, как Солнце искажает поток частиц. Простая модель — как карта течения без учёта порогов — работала только в спокойные годы и только для положительно заряженных ядер. Для антипротонов она ошиблась в любое время.
Ошибки накапливаются: в итоге учёные получают карту космических лучей со сдвигом 10–15%. Это как измерять глубину реки, не зная, что уровень воды меняется от сезона. Чтобы увидеть настоящую картину, нужны наблюдения длиной в полный 22-летний цикл — тогда можно будет отделить дыхание Солнца от далёких источников.
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.17759
We perform a comprehensive analysis of cosmic-ray propagation using the time-dependent AMS-02 flux measurements covering a full solar cycle, with particular emphasis on the role of solar modulation. We fit two representative Galactic propagation scenarios, convection- and re-acceleration-dominated models, in combination with three solar modulation prescriptions: the standard force-field approximation, an extended force-field model with a rigidity break, and the heliospheric propagation code $$\texttt{HelMod}$$. The inclusion of time-resolved antiproton data provides a unique probe of charge-sign-dependent modulation effects and low-energy systematics. We find that the force-field approximation can describe positively charged nuclei reasonably well outside the solar maximum in convection-dominated models, but fails during periods of high solar activity and for antiprotons at all times. In re-acceleration scenarios, strong degeneracies between solar modulation and low-energy propagation lead to unphysical results when simple modulation models are employed. Across all models, we identify systematic uncertainties of order 10-15% in the reconstructed local interstellar spectra and propagation parameters, driven by limitations in current solar modulation modelling. Compared to the percent level error of current measurements, these uncertainties significantly limit the precision of cosmic-ray studies. Future time-dependent measurements spanning a full 22-year solar cycle will be crucial to reduce these uncertainties.
Антипротоны — редкие гости: их в миллион раз меньше, чем обычных протонов, но именно они чувствительны к направлению магнитного поля Солнца.