Солнечный протуберанец на просвет экспресс
Над краем солнечного диска висит облако из разреженного горячего газа — протуберанец. Оно может провисеть неделями, а потом вдруг сорваться и улететь в космос. 15 апреля 2023 года прибор SPICE на зонде Solar Orbiter впервые подробно рассмотрел такое облако в ультрафиолетовом свете.
Спектрометр SPICE разложил свет протуберанца на цвета, как призма разлагает белый луч на радугу. В этом спектре видны яркие линии водорода — Лайман-бета и Лайман-гамма. По их яркости и ширине можно понять, что творится внутри облака: насколько оно плотное, горячее и прозрачное.
Оказалось, что перед самым отрывом протуберанец начинает «дышать»: плотность и температура в разных его частях меняются неравномерно. Одни участки становятся ярче, другие тускнеют. Это похоже на то, как перед грозой ветер то усиливается, то стихает, но в масштабах сотен тысяч километров.
Параллельно наземный телескоп GONG снимал то же облако в красном свете водорода (линия H-альфа). Сравнив два снимка, сделанных с разницей во времени, учёные вычислили, что протуберанец поднимался со скоростью около 30 километров в секунду. Это как доехать от Москвы до Санкт-Петербурга за полминуты.
Такие измерения важны не только для астрономов. Когда протуберанец отрывается, он превращается в корональный выброс массы — облако заряженных частиц, которое летит к Земле и может вызвать магнитные бури. Чем раньше мы заметим первые признаки отрыва, тем точнее прогноз космической погоды.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском 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.
Линии Лаймана названы в честь американского физика Теодора Лаймана, который открыл их в 1906 году. Они возникают, когда электрон в атоме водорода прыгает с первой орбиты на более высокую и обратно.
В фильме «Знамение» (2009) мощная солнечная вспышка уничтожает жизнь на Земле. Протуберанцы — предвестники таких вспышек, и их изучение помогает понять, насколько реальна эта угроза.