في 31 ديسمبر 2023، حدث على الشمس توهج من الدرجة القصوى — توهج تُطلق خلاله طاقة تعادل طاقة مليارات القنابل الذرية في غضون دقائق. وبرفقة هذا التوهج، انفصل عن السطح بروز شمسي ضخم — سحابة من الغاز شديد الحرارة انطلقت بعيدًا عن الشمس بسرعة تقارب 3000 كيلومتر في الثانية. هذا الانبعاث، مثل زورق سريع يبحر بأقصى سرعة، خلق أمامه موجة صدمة في الهالة الشمسية.
في تلك اللحظة، كانت التلسكوبات الراديوية على الأرض تلتقط إشارات من الشمس. وظهر في هذه الإشارات نمط يشبه شجرة عيد الميلاد: ومضات راديوية قصيرة تتفرع صعودًا وهبوطًا على الرسم البياني "التردد — الزمن" مثل الأغصان. تُسمى هذه الأنماط "عظم السمكة". تنشأ عندما تلتقط موجة الصدمة الإلكترونات وتسرعها إلى سرعات هائلة — تصل إلى ربع سرعة الضوء. تصدر الإلكترونات المتسارعة موجات راديوية، ومن ترددها يمكن معرفة أين حدث التسارع بالضبط.
لاحظ العلماء أن "أغصان" شجرة عيد الميلاد لم تظهر بشكل منتظم، بل بشكل دوري كل 20 ثانية تقريبًا. هذا يعني أن موجة الصدمة كانت تسرع الإلكترونات ليس بشكل مستمر، بل على دفعات — وكأن شخصًا ما يضغط على دواسة الوقود بشكل إيقاعي. يساعد هذا التقطع في فهم كيفية انتقال طاقة التوهج إلى الجسيمات.
هذه الحالة مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأن "شجرة عيد الميلاد" تزامنت مع اللحظة التي كانت فيها موجة الصدمة تتشكل للتو. تمكن العلماء من قياس الارتفاع الذي حدث فيه ذلك — حوالي ثلاثة أرباع نصف قطر الشمس فوق السطح. وهذا الارتفاع تطابق تمامًا مع موقع جبهة الانبعاث. إذن، الإشارات الراديوية هي نوع من "مسبار الصدى" الذي يُظهر أين توجد موجة الصدمة في الوقت الحالي وكيف تسرع الجسيمات.
تساعد هذه الملاحظات في فهم أفضل لكيفية تأثير التوهجات الشمسية على الطقس الفضائي. فالإلكترونات والبروتونات المتسارعة يمكن أن تصل إلى الأرض وتضر بالأقمار الصناعية أو حتى تعطل الاتصالات الراديوية. وإذا تعلمنا قراءة "أشجار عيد الميلاد" على الشمس، فسنتمكن من التحذير المسبق من مثل هذه الأحداث.
سرعة انبعاث البلازما في هذا الحدث حوالي 2850 كم/ث. هذا ما يقارب 1% من سرعة الضوء: في ثانية واحدة، تقطع السحابة المسافة من موسكو إلى لندن.
في قصة آرثر كلارك "الرياح الشمسية"، يحمل انبعاث ضخم من الشمس جسيمات مشحونة نحو الأرض — ويضطر الأبطال إلى التعامل مع قوتها غير المرئية ولكن المدمرة.