كشف النقاب عن وهج الشمس سريع
فوق حافة القرص الشمسي تعلق سحابة من الغاز الساخن المخلخل — تُعرف بالبروتوبرانس (وهج شمسي). قد تظل معلقة لأسابيع، ثم تنفصل فجأة وتندفع إلى الفضاء. في 15 أبريل 2023، تمكنت أداة SPICE على المسبار Solar Orbiter من رصد مثل هذه السحابة بالتفصيل لأول مرة في الضوء فوق البنفسجي.
يقوم مطياف SPICE بتحليل ضوء البروتوبرانس إلى ألوانه، تمامًا كما يحلل المنشور الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف. في هذا الطيف تظهر خطوط هيدروجين ساطعة — ليمان-بيتا وليمان-غاما. من خلال سطوعها وعرضها يمكننا فهم ما يحدث داخل السحابة: مدى كثافتها وحرارتها وشفافيتها.
اتضح أنه قبل الانفصال مباشرة، يبدأ البروتوبرانس في "التنفس": تتغير الكثافة ودرجة الحرارة في أجزائه المختلفة بشكل غير متساوٍ. بعض المناطق تصبح أكثر سطوعًا، بينما تخفت أخرى. يشبه ذلك الرياح التي تشتد وتخفت قبل العاصفة، لكن على نطاق مئات الآلاف من الكيلومترات.
بالتوازي، كان التلسكوب الأرضي GONG يصور نفس السحابة في الضوء الأحمر للهيدروجين (خط H-ألفا). وبمقارنة صورتين ملتقطتين بفارق زمني، تمكن العلماء من حساب أن البروتوبرانس كان يصعد بسرعة حوالي 30 كيلومترًا في الثانية. وهذا يعادل قطع المسافة بين مدينتين كبيرتين في نصف دقيقة.
هذه القياسات مهمة ليس فقط لعلماء الفلك. عندما ينفصل البروتوبرانس، يتحول إلى انبعاث كتلي إكليلي — سحابة من الجسيمات المشحونة التي تتجه نحو الأرض وقد تسبب عواصف مغناطيسية. كلما لاحظنا العلامات المبكرة للانفصال مبكرًا، كان توقع الطقس الفضائي أدق.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.13990
The first dedicated observation of an off-limb prominence by the Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) instrument on board Solar Orbiter took place on April 15, 2023. Our aim is to provide an overview of the potentiality of the diagnostics using these data. We show that we can derive the changes in the physical parameters of the pre-eruptive and eruptive prominence using the Lyman lines. We investigate the integrated intensity and line widths of the Lyman $$\beta$$ and Lyman $$\gamma$$ lines, finding variations between the prominence, disk, and coronal regions. The results reflect dynamic changes in density, temperature, and optical thickness. We analyze the spatial and temporal evolution of the Lyman $$\beta$$ and Lyman $$\gamma$$ line profiles. Using a simple geometric model, we obtain the radial velocity of this prominence at the early phase of its eruption with GONG H$$\alpha$$ images. This offers a way of calculating the radial velocity of an eruptive filament from a pair of 2D images. The result helps us understand the potential Doppler effect in line profiles. Overall, the spectral profiles indicate that the eruption enhances spatial and temporal variations in line intensity, reflecting dynamic changes in plasma conditions within the prominence. These findings highlight the diagnostic potential of SPICE observations, and future Non-LTE radiative transfer modeling will help to further constrain prominence plasma parameters.
سُميت خطوط ليمان على اسم الفيزيائي الأمريكي ثيودور ليمان، الذي اكتشفها في عام 1906. تنشأ هذه الخطوط عندما يقفز الإلكترون في ذرة الهيدروجين من المدار الأول إلى مدار أعلى ثم يعود.
في فيلم «العلامة» (2009)، تسبب توهج شمسي قوي في تدمير الحياة على الأرض. البروتوبرانسات هي نذير لمثل هذه التوهجات، ودراستها تساعدنا على فهم مدى واقعية هذا التهديد.