31 декабря 2023 года на Солнце случилась вспышка высшего класса — такая, что за несколько минут высвобождается энергия миллиардов атомных бомб. Вместе с ней с поверхности сорвался огромный протуберанец — облако раскалённого газа, которое понеслось в сторону от Солнца со скоростью почти 3000 километров в секунду. Этот выброс, как катер на полном ходу, создал перед собой ударную волну в солнечной короне.
Радиотелескопы на Земле в этот момент ловили сигналы от Солнца. И в них проступил узор, похожий на ёлочку: короткие радиовсплески, которые на графике «частота — время» расходятся вверх и вниз, как ветки. Такие узоры называют «рыбьей костью». Они возникают, когда ударная волна подхватывает электроны и разгоняет их до огромных скоростей — вплоть до четверти скорости света. Разогнанные электроны испускают радиоволны, и по их частоте можно понять, где именно произошло ускорение.
Учёные заметили, что «ветки» ёлочки появлялись не равномерно, а с периодичностью около 20 секунд. Это значит, что ударная волна ускоряла электроны не непрерывно, а порциями — как будто кто-то ритмично нажимал на педаль газа. Такая прерывистость помогает понять, как именно энергия вспышки передаётся частицам.
Этот случай особенно интересен тем, что «ёлочка» совпала с моментом, когда ударная волна только формировалась. Учёные смогли измерить высоту, на которой это происходило, — около трёх четвертей радиуса Солнца над поверхностью. И эта высота точно совпала с положением фронта выброса. Получается, радиосигналы — это своего рода «эхолот», который показывает, где в данный момент находится ударная волна и как она разгоняет частицы.
Такие наблюдения помогают лучше понимать, как солнечные вспышки влияют на космическую погоду. Ведь разогнанные электроны и протоны могут долететь до Земли и повредить спутники или даже помешать радиосвязи. А если мы научимся читать «ёлочки» на Солнце, то сможем заранее предупреждать о таких событиях.
Скорость выброса плазмы в этом событии — около 2850 км/с. Это почти 1% скорости света: за одну секунду облако пролетает расстояние от Москвы до Лондона.
В рассказе Артура Кларка «Солнечный ветер» гигантский выброс с Солнца несёт к Земле заряженные частицы — и герои вынуждены считаться с их невидимой, но разрушительной силой.