太阳辐射出的光频率远高于预期，引发了对太阳磁场未知特征以及更奇特的物理可能性的质疑。

来自太阳的γ辐射被认为来自宇宙射线与太阳的磁场相互作用，然后与其表面附近的气体分子碰撞。但是这个长期存在的理论没有考虑到太阳伽马射线信号的观测强度和其他特征。

近十年来望远镜对太阳的观测揭示了一个令人吃惊的谜团：伽玛射线是最高频率的光波，从我们最近的恒星辐射出的光量是预期的7倍。奇怪的是，尽管总体上伽马射线极度过剩，但奇怪的是，频率的窄带宽也不存在。

剩余光线，光谱中的间隙以及关于太阳伽马射线信号的其他惊喜可能指向太阳磁场的未知特征，或更奇特的物理特征。伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的粒子天体物理学家布莱恩菲尔兹说：“令人惊讶的是，我们对于我们应该非常了解的东西是如此惊人的错误：太阳。”

来自费米伽马射线太空望远镜的数据中出现了意想不到的信号，这是一个NASA天文台，它从低地球轨道的前哨扫描天空。随着更多的费米数据产生，更多细节揭示来自太阳的伽马射线的光谱，谜题只是激增。

“我们一直在寻找令人惊讶的东西，” 俄亥俄州立大学的Annika Peter说，他是最近一份白皮书的合着者，该白皮书总结了几年关于太阳伽玛射线信号的研究结果。“这绝对是我曾经做过的最令人惊讶的事情。”

伽玛射线信号不仅比几十年前的理论所预测的要强大得多; 它也延伸到比预期更高的频率，并且在整个11年的太阳周期中，它在整个太阳面上都莫名其妙地变化。然后是差距，研究人员称之为“下降” - 缺乏伽马射线，频率约为10万亿亿赫兹。“该浸只是藐视所有的逻辑，说：” 蒂姆·林登在俄亥俄州的粒子天体物理学家谁帮助分析信号。

没有参与这项工作的菲尔兹说：“他们在数据方面做得很好，而且讲述的故事实在太棒了。”故事中可能的主角是称为宇宙射线的粒子 - 通常是由远处超新星或其他爆炸冲击波射入太阳系的质子。

物理学家认为太阳不会从内部发射任何伽马射线。（其核心的核融合确实产生它们，但它们在离开太阳之前分散并降级为低能量光。）然而，在1991年，特拉华大学的物理学家David Seckel，Todor Stanev和Thomas Gaisser 假设太阳然而，由于宇宙射线从外太空拉入并朝向它倾斜，所以会发射伽马射线。

有时候，特拉华州三重奏组认为，太阳下降的宇宙射线会被“镜像”，或者在最后一秒被太阳的环状扭曲磁场转向。“还记得Road Runner漫画吗？” 俄亥俄州立大学教授，信号分析领导者之一John Beacom说。“想象一下，质子直接朝着那个球体运行，最后一秒它会改变它的方向并向你回来。”但是在它出来的时候，宇宙射线在太阳大气层中与气体发生碰撞，并在一连串的伽马辐射中失效。

它可能告诉我们关于太阳磁结构的一些非常基本的东西。根据宇宙射线进入太阳系的速率，太阳磁场的估计强度，大气密度和其他因素，Seckel及其同事计算出镜像过程的效率大约为1％。他们预测了一丝微弱的伽马射线。

然而，费米望远镜平均检测到来自太阳圆盘的伽马射线比宇宙射线理论预测的多7倍。并且对于具有最高频率的伽马射线，信号变得比预测的强20倍。“我们发现这个过程与高能量的100％效率一致，”林登说。“每一个进入的宇宙射线都必须转过来。”这令人费解，因为最有活力的宇宙射线应该是最难反射的。

Seckel，Stanev和Gaisser的模型对任何倾向都没有说什么。根据Seckel的说法，很难想象如何从宇宙射线开始，在伽马射线谱中进行深度，窄的倾斜，这种射线具有平滑的能量谱。一般来说很难得到逢低，他说：“磕磕绊绊要比逢低容易得多。如果我有一些从太阳出来的东西，那么，这是一个额外的渠道。我怎么做出负面的渠道呢？“

也许伽马射线强烈的光芒反射了注定宇宙射线以外的其他来源。但物理学家一直在努力想象什么。他们长期以来一直怀疑太阳的核心可能藏有暗物质 - 暗物质粒子在被引入并被重力吸收后，可能足够致密，可以相互消灭。但是如何通过摧毁岩心中的暗物质而产生的伽马射线在逃离太阳之前避免散射？试图将伽玛射线信号与暗物质联系起来“似乎就像Rube Goldberg型物质一样，”Seckel说。

信号的某些方面确实指向了宇宙射线和1991年理论的广泛描述。例如，费米望远镜在太阳最小值期间检测到更多的伽马射线，这是太阳11年周期的相位，当时它的磁场是最平坦和最有序的。专家说，如果宇宙射线是其来源，这是有道理的。在太阳最小值期间，更多的宇宙射线可以到达太阳表面附近的强磁场并被镜像，而不是被其他时间遍布内太阳系的湍流混乱的场线过早地偏转。

另一方面，检测到的伽马射线作为频率的函数以与宇宙射线不同的速率下降。如果宇宙射线是来源，那么两种速率将是匹配的。

无论宇宙射线是否是整个伽马射线信号的原因，亚利桑那大学的日光层物理学家Joe Giacalone说，这个信号“可能告诉我们太阳的磁结构非常基本的东西。”太阳是最广泛研究的恒星，但它的磁场 - 由其内部带电粒子的搅动漩涡产生 - 仍然知之甚少，让我们对恒星的运行方式有一个模糊的画面。

美国宇航局的戈达德太空飞行中心科学可视化工作室

根据太阳和日光层观测站的测量结果，于1997年1月1日，2003年6月1日和2013年11月15日对太阳磁场进行可视化。绿色表示正极性，紫色表示负极。

Giacalone指向日冕，这是围绕太阳的纤维等离子体外壳。他说，为了有效地反射宇宙射线，日冕中的磁场可能比科学家认为的更强，定向也不同。然而，他指出，日冕磁场必须非常靠近太阳表面，以便在它们进入大气密度足以发生碰撞的区域之前不要过早地反射宇宙射线。在太阳最小值期间，赤道附近的磁场似乎变得特别强烈。

这些关于磁场结构的新线索可以帮助揭开太阳周期长期存在的神秘面纱。“每隔11年，太阳的整个磁场都会逆转，” 斯坦福大学资深科学家伊戈尔·莫斯卡连科说道，他是费米科学合作的一员。“我们在南方的北方和北方的南方。这是一个戏剧性的变化。太阳是巨大的，为什么我们观察到这种极性的变化以及为什么它如此周期性，没有人真正知道。“宇宙射线，他说，以及它们产生的伽马射线的模式”可以回答这个非常重要的问题：为什么是太阳每11年改变极性？“

但是没有关于太阳的磁场如何在10万亿亿赫兹的伽马射线谱中产生下降的良好猜测。这是一个不寻常的特征，一些专家怀疑这是真的。但如果在该频率周围没有伽马射线是费米的仪器误算或问题，那么没有人能够找出原因。“它似乎没有任何工具效应，” 斯坦福大学天体物理学家，费米团队成员埃琳娜奥兰多说。

当Peter，Linden，Beacom和他们的合作者去年发现Fermi的数据有所下降时，他们在发布他们的发现之前努力摆脱它。“我认为我们在不同测试的附录中有15页，看看我们是否算错了，”林登说。“从统计数据来看，下降趋势非常突出。”

然而，奥兰多强调太阳在天空中的运动使得数据分析非常具有挑战性。她应该知道; 她和合作者使用EGRmi卫星（费米的前身）于2008年首次发现了来自太阳的伽马射线流。奥兰多还集中参与处理费米的太阳伽玛射线数据。在她看来，需要更多的数据和独立的分析来确认频谱的下降是真实的。

太阳能电池板故障导致费米望远镜在过去一年中大部分都远离太阳，但已经找到了解决方法 ，正好赶上太阳能最小的时间。太阳的磁场线正在从一极到另一极整齐地弯曲; 如果这个太阳能最小值与最后一个相同，则伽马射线信号现在最强劲。“这就是令人兴奋的原因，”林登说。“现在我们正在达到太阳能最小值的峰值，所以希望我们可以通过一些望远镜看到更高能量的[伽马射线]发射。”

这一次，与费米一起，一个名为HAWC的山顶天文台（用于高海拔水Cherenkov实验）将采集数据。HAWC检测到比费米更高频率的伽马射线，这将揭示更多的信号。科学家们也迫不及待地想知道伽马射线的空间格局是否相对于11年前发生了变化，因为宇宙射线仍然带正电，但太阳的北极和南极已经发生逆转。

这些线索可以帮助解决太阳神秘。HAWC的科学家们希望在一年之内报告他们的第一个发现，费米合作内外的科学家们已经开始对其累积数据进行研究。由于NASA是公共资助的，“任何人都可以下载它，如果他们想要浏览一下，”林登说，他几乎每天下载费米的新数据。

“这里可能发生的最糟糕的事情是，我们发现太阳比我们想象的更陌生，更美丽，”Beacom说。“可能发生的最好的事情是我们发现了某种新的物理学。”