Al sumergirse en la corona solar, la sonda solar Parker de la NASA ha descartado que las curvaturas en forma de S del campo magnético solar sean la causa de las temperaturas extremas de la corona, según una investigación de la Universidad de Michigan publicada en The Astrophysical Journal Letters.
La atmósfera en forma de corona del Sol puede ser 200 veces más caliente que la superficie del Sol, a pesar de estar lejos de la fuente principal de calor en el núcleo del Sol. La forma en que el calor de la corona aparentemente desafía 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 gravitacional del Sol y engullir nuestro sistema solar como el 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 Casper, profesor de la UM en el Departamento de Ingeniería y Ciencia Espacial y del Clima, para medir directamente la densidad, la temperatura y el flujo del plasma coronal.
Cuando se acercó por primera vez al Sol, la sonda detectó cientos de curvas en forma de S en el campo magnético del Sol (cómo invierten brevemente la dirección del campo magnético) junto con miles de curvas poco profundas conocidas como curvas. Para algunos científicos, las curvas parecían una fuente prometedora de calor en la corona y el viento solar. Su severa curva en forma de S almacena una gran cantidad de energía magnética, que probablemente se libera en el plasma circundante a medida que las curvas viajan a través del espacio y finalmente se enderezan.
“Esta energía tiene que ir a alguna parte y puede contribuir a calentar la corona y acelerar el viento solar”, dijo Mojtaba Akhawan-Tafti, científico investigador asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería del Clima y el Espacio y autor correspondiente del estudio.
Pero para calentar la corona, las curvas deben atravesarla, por lo que es importante saber dónde se forman las curvas para comprender su efecto sobre la temperatura de la corona. Después de recopilar datos de las primeras 14 vueltas alrededor del Sol de la sonda solar Parker, el equipo de investigación descubrió que, si bien las curvaturas en forma de S son comunes en el viento solar cerca del Sol, están ausentes dentro de la corona.
Los científicos aún no pueden ponerse de acuerdo sobre las causas del retroceso. Algunos piensan que el campo magnético se desvía por la turbulencia del viento solar fuera de la corona. Otros piensan que las curvas comienzan su viaje en la superficie del Sol, cuando las líneas y bucles del campo magnético chocan explosivamente y se fusionan en formas retorcidas.
Los resultados del estudio invalidan esta última hipótesis. Si los retrocesos se producen por colisiones de campos magnéticos en la superficie del Sol, deberían ser más comunes dentro de la corona. Sin embargo, Akhawan-Tafti cree que las colisiones magnéticas aún pueden desempeñar algún papel indirecto en el origen del retroceso y el calentamiento de la corona.
“Nuestra teoría puede cerrar la brecha entre las dos escuelas de pensamiento sobre el mecanismo de generación en forma de S”, dijo Akhawan-Tafti. “Aunque ciertamente pueden formarse fuera de la corona, puede haber un mecanismo desencadenante dentro de la corona que crea un retroceso en el viento solar”.
Cuando los campos magnéticos chocan en la superficie del sol, vibran como cuerdas de guitarra y envían ondas al espacio junto con los campos magnéticos. Al mismo tiempo, la energía de la colisión crea un flujo de plasma muy rápido en el viento solar.
Akhawan-Tafti cree que el plasma rápido convierte las ondas magnéticas en curvas en el viento solar. Si algunas de estas ondas se propagan hacia el interior de la atmósfera solar antes de que se produzca el retroceso, también pueden desempeñar un papel en el calentamiento de la corona.
“Los procesos que causan la formación de las curvas, y las curvas mismas, pueden calentar tanto la corona como el viento solar”, dijo.
Sin embargo, no hay datos suficientes para que en la superficie del Sol se deba a las turbulencias del viento solar como causa del retroceso.
“Los próximos viajes de la sonda solar Parker, a partir del 24 de diciembre de 2024, recopilarán más datos incluso más cerca del Sol. Usaremos los datos para probar más a fondo nuestra hipótesis”, dijo Akhavan-Tafti.
La investigación fue financiada por la NASA.