La primera misión en «tocar» el Sol descubre algunos secretos del viento solar

(CNN) — Una misión solar que ha estado acercándose en espiral al Sol para desentrañar algunos de sus secretos voló lo suficientemente cerca de la superficie de nuestra estrella y pudo hacer un descubrimiento clave.

Los datos de la sonda solar Parker revelaron el origen del viento solar, una corriente de partículas energizadas que fluyen desde la corona —la atmósfera exterior del Sol— hacia la Tierra.

Uno de los objetivos de la misión, llamada así por el difunto astrofísico Eugene Parker y lanzada en 2018, fue determinar cómo se ve el viento cuando se forma cerca del Sol y cómo escapa de la gravedad de la estrella.

Cuando la sonda se acercó a unos 20,9 millones de kilómetros del Sol, sus instrumentos detectaron estructuras finas del viento solar donde se genera, cerca de la fotosfera  —o la superficie solar— y captaron detalles efímeros que desaparecen una vez que el viento es expulsado de la corona.

La nave espacial fue especialmente diseñada para volar eventualmente a 6,4 millones de kilómetros sobre la superficie solar y, a fines de 2021, se convirtió en la primera misión en «tocar» el Sol.

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Un estudio que detalla los hallazgos solares fue publicado este miércoles en la revista Nature.

Desenredando el viento solar

El viento solar es un flujo continuo de plasma que contiene partículas cargadas como protones y electrones. El fenómeno de largo alcance también incluye parte del campo magnético solar y se extiende mucho más allá de la corona, interactuando con los planetas y el medio interestelar.

Hay dos tipos de este viento. El viento solar más rápido fluye desde los agujeros en la corona en los polos del Sol a una velocidad máxima de 800 kilómetros por segundo. El viento solar más lento, ubicado en el mismo plano del sistema solar que la Tierra, fluye a una velocidad de 400 kilómetros por segundo.

El viento solar rápido no suele impactar en la Tierra. Pero durante el máximo del ciclo solar, un período de 11 años durante el cual la actividad del Sol aumenta gradualmente, el campo magnético del Sol se invierte. Este giro hace que los agujeros coronales aparezcan en la superficie del Sol y liberen ráfagas de viento solar directamente hacia la Tierra.

La ilustración muestra a la sonda solar Parker acercándose al Sol. (Laboratorio de Física Aplicada de la JHU/Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA)

Comprender la fuente del viento solar puede ayudar a los científicos a predecir mejor el clima espacial y las tormentas solares que pueden afectar la Tierra.

Las tormentas solares causan hermosas auroras, pero también pueden afectar los satélites y las redes eléctricas de la Tierra.

«Los vientos transportan mucha información del Sol a la Tierra, por lo que comprender el mecanismo detrás del viento del Sol es importante por razones prácticas en la Tierra», dijo el coautor del estudio James Drake, profesor de física en la Universidad de Maryland, College Park, en una declaración. “Eso afectará nuestra capacidad para comprender cómo el Sol libera energía y genera tormentas geomagnéticas, que son una amenaza para nuestras redes de comunicación”.

Los datos de la nave espacial revelaron que los agujeros coronales actúan como cabezales de ducha, donde los chorros aparecen en la superficie del Sol en forma de puntos brillantes, marcando dónde entra y sale el campo magnético de la fotosfera.

A medida que los campos magnéticos se cruzan, moviéndose en direcciones opuestas dentro de estos embudos en la superficie solar, se rompen y se vuelven a conectar, lo que envía partículas cargadas que salen volando del Sol.

«La fotosfera está cubierta por células de convección, como en una olla de agua hirviendo, y el flujo de convección a mayor escala se llama supergranulación», dijo el autor principal del estudio, Stuart D. Bale, profesor de física en la Universidad de California, Berkeley, en una declaración.

“Donde éstas células de supergranulación se encuentran y descienden, arrastran el campo magnético en su camino hacia este tipo de embudo descendente. El campo magnético se intensifica mucho allí porque simplemente está atascado. Es una especie de bola de campo magnético que baja a un desagüe. Y la separación espacial de esos pequeños desagües, esos embudos, es lo que estamos viendo ahora con los datos de la sonda solar”.

La sonda solar Parker detectó partículas altamente energéticas que viajaban entre 10 y 100 veces más rápido que el viento solar, lo que llevó a los investigadores a creer que el viento solar rápido es creado por la reconexión de campos magnéticos.

“La gran conclusión es que es la reconexión magnética dentro de estas estructuras de embudo lo que proporciona la fuente de energía del rápido viento solar”, dijo Bale. “No solo proviene de todas partes en un orificio coronal, está subestructurado dentro de los orificios coronales de estas células de supergranulación. Proviene de estos pequeños paquetes de energía magnética que están asociados con los flujos de convección. Creemos que nuestros resultados son una fuerte evidencia de que es la reconexión la que está haciendo eso”.

El ciclo solar

Se espera que el Sol alcance el máximo solar en julio de 2025, por lo que ha habido cada vez más informes de erupciones solares y luces del norte y del sur visibles en lugares inesperados. Afortunadamente, la sonda solar Parker y una misión separada —Solar Orbiter— están perfectamente preparadas para observar las poderosas y dinámicas fuerzas del Sol en juego.

Pero los científicos están agradecidos de que la sonda solar Parker se haya lanzado antes de que el Sol aumentara dramáticamente durante el mínimo solar más tranquilo, cuando la actividad caótica no tenía posibilidades de perjudicar las observaciones.

“Hubo cierta consternación al comienzo de la misión de la sonda solar porque pensamos que íbamos a lanzar esto directamente a la parte más tranquila y aburrida del ciclo solar”, dijo Bale. “Pero creo que sin eso, nunca hubiéramos entendido esto. Habría sido demasiado desordenado. Creo que tenemos suerte de haberlo lanzado en el mínimo solar”.

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