Cambio de paradigma en física solar: señales de iones supercalientes

Una nueva investigación de la Universidad de St. Andrews propone que las partículas presentes en las erupciones solares son 6,5 veces más calientes de lo que se creía.

Esta investigación ofrece una solución inesperada a un misterio de 50 años sobre nuestra estrella más cercana, y representa un cambio de paradigma en la física solar, al considerar la existencia de iones supercalientes.

Las erupciones solares son liberaciones repentinas y masivas de energía en la atmósfera exterior del Sol, que calientan partes de ella a más de 10 millones de grados. Estos dramáticos eventos incrementan considerablemente la radiación y los rayos X solares que llegan a la Tierra y son peligrosos para las naves espaciales y los astronautas, además de afectar la atmósfera superior de nuestro planeta.

La investigación, publicada en The Astrophysical Journal Letters, analiza la evidencia de cómo las erupciones solares calientan el plasma solar a más de 10 millones de grados. Este plasma solar está compuesto de iones y electrones. La nueva investigación sostiene que los iones de las erupciones solares, partículas con carga positiva que componen la mitad del plasma, pueden alcanzar temperaturas superiores a los 60 millones de grados.

Al analizar datos de otras áreas de investigación, el equipo, dirigido por el Dr. Alexander Russell, profesor titular de Teoría Solar de la Facultad de Matemáticas y Estadística, se percató de que es muy probable que las erupciones solares calienten los iones con mayor intensidad que los electrones.

"Nos entusiasmaron los recientes descubrimientos de que un proceso llamado reconexión magnética calienta los iones 6,5 veces más que los electrones. Esta parece ser una ley universal, y se ha confirmado en el espacio cercano a la Tierra, el viento solar y simulaciones por computadora. Sin embargo, nadie había vinculado previamente los trabajos en esos campos con las erupciones solares", declaró.

Históricamente, la física solar ha asumido que los iones y los electrones deben tener la misma temperatura. Sin embargo, al rehacer los cálculos con datos modernos, descubrimos que las diferencias de temperatura entre iones y electrones pueden durar hasta decenas de minutos en partes importantes de las erupciones solares, lo que abre la puerta a considerar iones supercalientes por primera vez.

Además, la nueva temperatura de los iones se ajusta bien a la anchura de las líneas espectrales de las erupciones, lo que podría resolver un misterio astrofísico que se ha mantenido en pie durante casi medio siglo.

Desde la década de 1970, se ha planteado la pregunta de por qué las líneas espectrales de las erupciones (aumentos brillantes en la radiación solar en "colores" específicos en la luz ultravioleta extrema y de rayos X) son más anchas de lo esperado. Históricamente, se creía que esto solo podía deberse a movimientos turbulentos, pero esta interpretación ha sido cuestionada a medida que los científicos intentan identificar la naturaleza de la turbulencia.

Después de casi 50 años, el nuevo trabajo aboga por un cambio de paradigma en el que la temperatura de los iones puede... una gran contribución para explicar los enigmáticos anchos de línea de los espectros de las erupciones solares.