La Solar Parker Probe se ha aproximado a 20 millones de kilómetros, lo suficiente para que cualquier otra sonda hubiese quedado totalmente calcinada
Aunque sea nuestra estrella más cotidiana, el Sol aún guarda muchos secretos. Por ejemplo, no se sabe a ciencia cierta por qué la atmósfera del Sol (llamada corona) está mucho más caliente que su superficie; o cómo funcionan sus misteriosos ciclos de 11 años. Tampoco se sabe el mecanismo que impulsa el viento solar, del que existen dos tipos: uno 'lento', que solo viaja a 400 kilómetros por segundo; y otro mucho más rápido, que dobla esa velocidad. Hasta ahora, todas las teorías podían predecir velocidades de 200 o 300 k/s, pero nunca tan altas velocidades. Un nuevo estudio con datos recabados por la sonda Solar Parker Probe, de la NASA, ha encontrado la fuente de este esquivo fenómeno. Los resultados acaban de publicarse en la revista 'Nature'.
La nave espacial es la más rápida construida por la humanidad y la que más se acercará al Sol. Es por ella que ha sido construida para resistir las altas temperaturas de sus alrededores. Aunque aún no ha realizado su mayor aproximación (esto ocurrirá en 2025), y, sin embargo, ya ha volado lo suficientemente cerca como para detectar la fina estructura del viento solar cerca de donde se genera en la superficie de nuestra estrella, revelando detalles que se pierden cuando el viento sale de la corona en una explosión uniforme de partículas cargadas. Según los autores del estudio, «es como observar los chorros que emanan de la alcachofa de la ducha mientras el agua te golpea en la cara».
Un equipo dirigido por Stuart D. Bale, profesor de física en la Universidad de California, Berkeley, y James Drake de la Universidad de Maryland-College Park, informa que la Parker Solar Probe ha detectado corrientes de partículas de alta energía que coinciden con la supergranulación que fluye dentro de los agujeros coronales, lo que sugiere que estas son las regiones donde se origina el llamado viento solar «rápido» (el que viaja a 800 kilómetros/segundos).
Cambiantes agujeros coronales
Los agujeros coronales son áreas donde las líneas del campo magnético del Sol emergen de la superficie sin retroceder hacia adentro, formando así líneas de campo abiertas que se expanden hacia afuera. Estos agujeros suelen estar en los polos durante los períodos de calma de nuestra estrella, por lo que el viento solar rápido que generan no golpea la Tierra. Pero cuando el Sol se vuelve activo cada 11 años (el próximo pico de actividad tendrá lugar entre finales del año que viene y principios de 2025) a medida que cambia su campo magnético, estos agujeros aparecen por toda la superficie, generando ráfagas de viento solar dirigidas directamente hacia nosotros.
Comprender cómo y dónde se origina el viento solar ayudará a predecir las tormentas solares que, si bien normalmente solo son las causantes de las hermosas auroras boreales, en sus expresiones más violentas pueden afectar a las comunicaciones, los satélites e incluso las redes eléctricas en la Tierra. pueden causar estragos en los satélites y la red eléctrica.
«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», afirma Drake. «Eso afectará nuestra capacidad para comprender cómo el sol libera energía y genera tormentas geomagnéticas, que son una amenaza para nuestras redes de comunicación».
Como una alcachofa de ducha atascada
Según el análisis del equipo, los agujeros coronales son como cabezales de ducha, con chorros espaciados de manera aproximadamente uniforme que emergen de puntos brillantes donde las líneas de campo magnético entran y salen de la superficie del Sol. Los científicos argumentan que cuando los campos magnéticos dirigidos de manera opuesta se cruzan en estos embudos, que pueden tener unos 30.000 kilómetros de ancho, los campos a menudo se rompen y se vuelven a conectar, arrojando partículas cargadas al espacio.
«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», explica Bale. «Donde estas células de supergranulación se encuentran y descienden, arrastran el campo magnético en su camino hacia este '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».
Con base en la presencia de algunas partículas de energía extremadamente alta que la nave de la NASA ha detectado, los investigadores concluyen que el viento solo podría generarse mediante este proceso, que se denomina reconexión magnética. La Parker Solar Probe se lanzó en 2018 principalmente para resolver dos explicaciones contradictorias sobre el origen de las partículas de alta energía que componen el viento solar: reconexión magnética o aceleración por plasma u ondas de Alfvén.
«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», afirma 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 que es la reconexión la que está haciendo eso».
Para llegar a estas conclusiones, la sonda ha tenido que acercarse a cerca de 20 millones de kilómetros. «Una vez que estás por debajo de esa altitud, hay mucha menos evolución del viento solar y está más estructurado: ves más huellas de lo que estaba en el Sol», afirma Bale, cuyo equipo rastreó estos chorros hasta las células de supergranulación en la fotosfera, donde los campos magnéticos se agrupan y se canalizan hacia el Sol.
Sin embargo, la sonda no podrá acercarse a nuestra estrella más de unos 6 millones de kilómetros sin freír sus instrumentos. Bale espera solidificar las conclusiones del equipo con datos de esa altitud, aunque el Sol ahora está entrando en el máximo solar, cuando la actividad se vuelve mucho más caótica y puede oscurecer los procesos que los científicos están tratando de ver.
«Hubo cierta consternación al comienzo de la misión de la sonda solar de que íbamos a lanzar esto justo en la parte más tranquila y aburrida del ciclo solar», afirma Bale. «Pero creo que sin eso, nunca hubiéramos entendido esto. Hubiera sido demasiado complicado. Creo que tenemos suerte de haberlo lanzado en el mínimo solar».
