Pequeños chorros impulsan el viento del sol

Estas llamaradas pueden arrastrar partículas cargadas a través de agujeros en la atmósfera solar y hacia el espacio.

Por Rahul Rao | Publicado el 24 de agosto de 2023 a las 2:00 p.m.EDT

Por un lado, el sol proporciona calor y luz que dan vida. Por otro lado, arroja un flujo incesante de partículas cargadas potencialmente dañinas. Estas partículas forman el viento solar, y no es menos formidable que los demás productos de nuestra estrella. Sin el campo magnético de la Tierra para proteger la superficie de nuestro planeta, nos enfrentaríamos constantemente a un bombardeo de radiación ionizante.

Pero los astrónomos nunca han estado completamente seguros de dónde provienen esas partículas o cómo viajan al espacio interplanetario. Ahora han encontrado una pista prometedora. Utilizando la nave espacial Solar Orbiter de la ESA, los investigadores han encontrado chorros en miniatura que parecen canalizar partículas hacia arriba a través de agujeros en la corona del sol y alejándolas de la estrella. Estos chorros podrían combinarse para soplar el viento solar, sugiere un grupo de astrónomos en un artículo publicado el jueves en la revista Science.

La corona, la capa más externa de una estrella, es una envoltura de plasma ondulante. Casi siempre está oculto a la luz visible, aunque es miles de veces más caliente que las capas inferiores. Es posible que solo veamos esta capa exterior durante un eclipse solar, cuando la luna oculta el resto del sol.

Pero la corona no es una capa uniforme. La obtención de imágenes del sol en ultravioleta revela muestras oscuras cambiantes: regiones donde el plasma de la corona es más frío y menos denso. Los astrónomos llaman a estas áreas agujeros coronales.

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Los agujeros coronales también parecen reesculpir el poderoso y cambiante campo magnético del sol. En estas partes, las líneas que guían el campo magnético del sol parecen volar hacia afuera. "Por lo general, los campos magnéticos regresan a la superficie solar, pero en estas regiones de campo abierto las líneas de fuerza se extienden hacia el espacio interplanetario", dice Lakshmi Pradeep Chitta, astrónomo del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga, Alemania, y uno de los autores del artículo.

También es dentro de los agujeros coronales donde las líneas del campo magnético del Sol pueden anudarse sobre sí mismas. Cuando eso sucede, el campo magnético se realinea y se reconecta, creando fuertes sobretensiones eléctricas. Esos estallidos energéticos extraen materia de capas más profundas del sol y las arrojan en chorros que pueden extenderse más de mil millas de diámetro. Los astrónomos habían sospechado durante mucho tiempo que estos chorros alimentan el viento solar, pero no sabían si podrían proporcionar suficientes partículas para llenar el viento solar que observamos.

Las naves espaciales de observación del Sol como Yohkoh y SOHO han podido ver chorros desde la década de 1990. Pero los astrónomos dicen que ninguno tiene las capacidades de observación del Solar Orbiter, que se lanzó en 2020. En su aproximación más cercana, Solar Orbiter se acerca más al Sol que Mercurio.

"Solar Orbiter tiene la ventaja de estar situado cerca del Sol, por lo que puede detectar chorros más pequeños y débiles", afirma Yi-Ming Wang, astrónomo del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos, que no fue uno de los autores del artículo.

En marzo de 2022, Chitta y sus colegas enfocaron una de las cámaras ultravioleta del Solar Orbiter sobre un agujero coronal situado cerca del polo sur del sol. Cuando lo hicieron, vislumbraron un tipo de jet en miniatura nunca antes visto por los humanos. Cada uno de estos pequeños aviones transportaba alrededor de una billonésima parte de la energía de una versión de tamaño completo. Los autores denominaron a estos “chorros picoflare”, sumergiéndose en los prefijos del sistema SI.

Estas oleadas que suenan adorables no se quedan. Cada chorro fugaz de picoflare dura aproximadamente un minuto. Pero esto sigue siendo el sol, un lugar de inmenso poder. Un solo picorreactor solar podría generar suficiente energía para alimentar una pequeña ciudad durante un año.

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Los autores exploraron sólo una pequeña parte del sol, pero vieron chorros de picoflares en cada rincón que miraron. Es probable que cubran gran parte de la superficie del sol. Entonces, innumerables chorros en miniatura podrían combinarse en un proceso a gran escala que transfiera partículas cargadas desde la estrella hacia los planetas.

"Sugerimos que estos diminutos chorros de picoflare podrían ser en realidad una fuente importante de masa y energía para sostener el viento solar", dice Chitta.

En el pasado, muchos astrónomos pensaban que el viento solar era un flujo constante que se alejaba del Sol a un ritmo constante. Pero, si los chorros de picoflare impulsan el viento solar, entonces el fenómeno podría ser irregular, desigual y en constante cambio. Puede que los chorros de Picoflare no sean la única fuente del viento solar, pero si Chitta y sus colegas están en lo cierto, al menos contribuyen de manera significativa.

Afortunadamente, dentro de unos años los científicos tendrán muchas herramientas adicionales para observar el sol. Junto al Solar Orbiter (y futuras naves espaciales que observen el Sol, como la SOLAR-C liderada por los japoneses), tendrán magnetogramas solares más potentes, instrumentos que les permitirán medir directamente el campo magnético del Sol desde lugares como el sur de California y Maui. capaz de rastrear las fluctuaciones magnéticas que impulsan los chorros del sol desde aquí en la Tierra.

Rahul Rao es un ex pasante y escritor científico colaborador de Popular Science desde principios de 2021. Cubre la física, el espacio, la tecnología y sus intersecciones entre sí y todo lo demás. Contacta con el autor aquí.