Слабая ударная волна на Солнце разгоняет электроны до 122 кэВ экспресс
Ударная волна в короне Солнца похожа на звуковой удар от самолёта, только вместо воздуха — раскалённая плазма, а вместо звука — скачок плотности и магнитного поля. 10 марта 2024 года такая волна прошла по западной части солнечного диска. Она была настолько слабой, что её скорость лишь на полпроцента превышала местную скорость магнитных волн (число Маха около 1,005). Казалось бы, такая «тихая» волна не способна ничего разогнать.
Но когда волна добралась до области, где силовые линии магнитного поля не замыкались обратно на Солнце, а уходили в межпланетное пространство, всё изменилось. Там волна ударила по открытым линиям почти перпендикулярно. В этот момент радиотелескопы поймали всплески, похожие на частые «ёлочки» на динамическом спектре — так выглядят пучки электронов, выброшенные вдоль магнитных линий. По наклону этих «ёлочек» оценили энергию электронов: от 75 до 122 килоэлектронвольт. Для сравнения, энергия частиц в пламени свечи — доли электронвольта.
Этот случай важен: раньше считалось, что для ускорения частиц нужны сильные ударные волны от мощных вспышек. Здесь же волна была едва заметной, но геометрия поля — открытые линии, перпендикулярные фронту, — сделала своё дело. Значит, даже слабые возмущения в короне могут вносить вклад в поток энергичных частиц, которые потом долетают до Земли и влияют на космическую погоду.
Так тихая волна, почти не отличимая от фона, напомнила: в физике Солнца важна не только сила удара, но и то, куда он направлен. Открытая дверь иногда важнее кулака.
Энергия 122 кэВ означает, что электрон летит со скоростью около 60% скорости света. Если бы такой электрон мог бежать по проводу, он бы обогнул Землю за секунду.
В романе Артура Кларка «Солнечная буря» поток ускоренных частиц от Солнца выводит из строя технику на Земле — как раз тот сценарий, который изучают по таким наблюдениям.