La sonda Parker Solar Probe de la NASA ha volado lo suficientemente cerca del Sol como para observar en detalle el origen de los vientos solares rápidos desde los “agujeros coronales” en la atmósfera solar. Con los datos recopilados, los científicos podrían predecir mejor las tormentas solares que representan una amenaza para nuestro planeta. Además del fenómeno de las auroras, estos eventos también pueden interrumpir las comunicaciones. Pero también problemas las infraestructuras energéticas y representar una amenaza para los satélites y las naves espaciales.
La sonda ha rastreado el viento solar hasta su origen según informa un estudio (ref.). El flujo de partículas cargadas se pierde cuando salen de la atmósfera externa de la corona solar, antes de llegar a la Tierra como un flujo relativamente uniforme.
La sonda ha analizado que los flujos de partículas de alta energía que componen el viento solar corresponden a los llamados “flujos de supergranulación” dentro de los agujeros coronales. Este descubrimiento ha identificado estas regiones como la fuente del viento solar “rápido”. Se ve sobre los polos del Sol y puede alcanzar velocidades de hasta 2.7 millones de km/h.
Agujeros coronales
Los agujeros coronales se forman en áreas donde las líneas del campo magnético emergen de la superficie del Sol pero no regresan. Esto crea líneas de campo abiertas que se extienden para llenar el espacio alrededor de la estrella. Durante los períodos tranquilos del ciclo de actividad solar de 11 años, los agujeros coronales se encuentran en los polos del Sol. Por lo tanto, el viento solar que emerge de los agujeros coronales generalmente no está dirigido hacia la Tierra.
Cuando la actividad solar aumenta, el campo magnético invierte su polaridad, los agujeros coronales se vuelven más extendidos y estos poderosos flujos de partículas cargadas también pueden dirigirse hacia nuestro planeta. Estos nuevos hallazgos podrían ayudar a predecir tormentas solares potencialmente disruptivas.
“Los vientos transportan mucha información desde el Sol hacia la Tierra. Comprender el mecanismo detrás del viento solar es importante por razones prácticas en la Tierra”, dijo James Drake en un comunicado. “Esto afectará nuestra capacidad para entender cómo el Sol libera energía y conduce tormentas geomagnéticas, que representan una amenaza para nuestras redes de comunicación”.
Viento solar rápido
Los agujeros coronales funcionan como una ducha, rociando chorros de partículas cargadas desde “puntos brillantes” equidistantes donde los campos magnéticos se extienden desde la superficie del Sol. Esto crea embudos que pueden tener aproximadamente 29,000 kilómetros de ancho. El equipo cree que cuando los campos magnéticos con direcciones opuestas se cruzan en estos embudos, las líneas del campo magnético se rompen y luego se reconectan. Este proceso, llamado reconexión magnética, es responsable de la expulsión de partículas cargadas que vemos como viento solar.
Pero, ¿por qué las velocidades de algunas de las partículas observadas son hasta 10 veces más altas que la velocidad promedio del viento solar? Los científicos piensan que esto solo es posible gracias a la reconexión magnética. Tales velocidades no son posibles para partículas que simplemente navegan a través del plasma. “La fotosfera está cubierta de células de convección, como en una olla de agua hirviendo, y el flujo de convección a una escala más amplia se llama supergranulación”, dijo Stuart Bale, coautor de la investigación.
“La gran conclusión es que es la reconexión magnética dentro de estas estructuras de embudo la que proporciona la fuente de energía para el viento solar rápido”, reiteró. “No proviene solo de todas partes en un agujero coronal, sino que está estructurado debajo de las células de supergranulación de los agujeros coronales. 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 responsable”.
Análisis de la sonda Parker Solar Probe
La Parker Solar Probe fue lanzada el 12 de agosto de 2018. Hasta el 17 de marzo de 2023, la nave espacial había realizado 15 aproximaciones cercanas al Sol. Los pasajes se encuentran a aproximadamente 6.1 millones de km con una velocidad de 587,000 km/h. “Una vez que te sitúas por debajo de esa altitud, aproximadamente 11 millones a 13 millones de millas más o menos, hay mucha menos evolución del viento solar. El flujo es más estructurado y se observan más huellas de lo que estaba en el Sol”, dijo Bale.
En 2021, la nave espacial pasó a aproximadamente 8.4 millones de km de la superficie solar y encontró chorros de material. En ese momento, el equipo no estaba seguro de si esas partículas cargadas fueron aceleradas por la reconexión magnética o por las ondas de plasma caliente. “Nuestra interpretación es que estos flujos de salida de la reconexión excitan ondas de Alfvén a medida que se propagan”, dijo Bale. “Esto es una observación bien conocida también en la magnetocauda de la Tierra, donde tienes tipos similares de procesos”.
Nuevos datos de la sonda Parker Solar Probe podrían llegar cuando la sonda pase a aproximadamente 6.4 millones de km. Estas futuras aproximaciones cercanas podrían ayudar al equipo a confirmar su teoría. Sin embargo, esto podría complicarse debido a que el Sol está a punto de entrar en el máximo solar, un período de actividad caótica e intensa”.