Extrañas curvas en forma de S no sobrecalientan la corona solar

Al sumergirse en la corona solar, la sonda solar Parker de la NASA ha descartado las curvas en forma de S en el campo magnético del sol como causa de las abrasadoras temperaturas de la corona.

Es la conclusión de una investigación de la Universidad de Michigan (UM) publicada en The Astrophysical Journal Letters, relativa al enigma de que la atmósfera del sol, similar a una corona, pueda ser 200 veces más caliente que la superficie del sol, a pesar de estar más lejos de la fuente última de calor en el núcleo del sol.

La forma en que el calor de la corona aparentemente desafía a la física ha desconcertado a los científicos durante décadas, pero permite que la sopa caliente de partículas cargadas del sol, o plasma, se mueva lo suficientemente rápido como para escapar de la atracción gravitatoria del sol y engullir nuestro sistema solar como viento solar.

Para resolver el misterio, la NASA construyó la sonda solar Parker para sumergirse en la corona y encontrar su fuente de calor. La nave espacial está equipada con un conjunto de instrumentos diseñados por Justin Kasper, profesor de ciencias climáticas y espaciales e ingeniería de la UM, para medir directamente la densidad, la temperatura y el flujo del plasma de la corona.

Cuando se acercó por primera vez al sol, la sonda detectó cientos de curvas en forma de S en el campo magnético del sol (llamadas curvas en zigzag en referencia a cómo invierten brevemente la dirección del campo magnético) junto con miles de curvas menos profundas. Para algunos científicos, las curvas en zigzag parecían fuentes prometedoras de calor para la corona y el viento solar. Su pronunciada curva en forma de S almacenó mucha energía magnética, que probablemente se liberó al plasma circundante a medida que las curvas en zigzag viajaron a través del espacio y finalmente se enderezaron.

"Esa energía tiene que ir a alguna parte, y podría estar contribuyendo a calentar la corona y acelerar el viento solar", dijo en un comunicado Mojtaba Akhavan-Tafti, científico asistente de investigación de ciencias climáticas y espaciales e ingeniería de la UM y autor correspondiente del estudio.

Pero para calentar la corona, las curvas en zigzag deben moverse a través de ella, por lo que aprender dónde se forman es fundamental para comprender su influencia en la temperatura de la corona. Después de estudiar los datos de las primeras 14 vueltas de la sonda solar Parker alrededor del sol, el equipo de investigación descubrió que, si bien las curvas en forma de S son comunes en el viento solar cerca del sol, no existen dentro de la corona.

Los científicos aún no se ponen de acuerdo sobre qué causa las curvas en zigzag. Algunos piensan que el campo magnético se curva por la turbulencia en el viento solar más allá de la corona. Otros piensan que las curvas en zigzag comienzan su viaje en la superficie del sol, cuando las líneas y bucles del campo magnético chocan explosivamente y se combinan en formas curvas.

Los resultados del estudio descartan esta última hipótesis. Si las curvas en zigzag se formaron por la colisión de campos magnéticos en la superficie del sol, deberían ser aún más comunes dentro de la corona. Sin embargo, Akhavan-Tafti cree que las colisiones magnéticas aún podrían desempeñar un papel indirecto en los orígenes de las curvas en zigzag y el calentamiento de la corona.

"Nuestra teoría podría llenar el vacío entre las dos escuelas de pensamiento sobre los mecanismos de generación de curvas en forma de S", dijo Akhavan-Tafti. "Aunque deben formarse fuera de la corona, podría haber un mecanismo desencadenante dentro de la corona que provoque la formación de zigzags en el viento solar".

Cuando los campos magnéticos chocan en la superficie del sol, vibran como cuerdas de guitarra pulsadas y envían ondas a lo largo de los campos magnéticos hacia el espacio. Al mismo tiempo, la energía de las colisiones crea corrientes muy rápidas de plasma en el viento solar.

Akhavan-Tafti cree que el plasma rápido distorsiona las ondas magnéticas en zigzags en el viento solar. Si algunas de esas ondas se disipan dentro de la atmósfera solar antes de convertirse en zigzags, también podrían desempeñar un papel en el calentamiento de la corona.

"Los mecanismos que causan la formación de zigzags, y los propios zigzags, podrían calentar tanto la corona como el viento solar", dijo.

Sin embargo, actualmente no hay suficientes datos para favorecer los desencadenantes en la superficie del sol en lugar de la turbulencia en el viento solar como causa de los zigzags.

"Los próximos viajes de la sonda solar Parker al Sol, a partir del 24 de diciembre de 2024, recopilarán más datos incluso más cerca del Sol. Utilizaremos los datos para seguir probando nuestra hipótesis", afirmó Akhavan-Tafti.