Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo por qué las partículas cargadas y calientes de la atmósfera de nuestro Sol se calientan más a medida que se alejan de la superficie del Sol. Un nuevo estudio puede proporcionar una respuesta al encontrar que la naturaleza súper caliente de la atmósfera exterior del Sol, o “corona”, puede estar relacionada con el comportamiento intrigante de ondas de pequeña escala en este plasma nebuloso. Estas ondas, conocidas por los científicos como “ondas cinéticas de Alfvén” o “KAW”, son oscilaciones ondulatorias de campos magnéticos que se manifiestan en movimientos en la fotosfera del Sol.
Los hallazgos podrían proporcionar pistas importantes sobre el “misterio del calentamiento de la corona”, que aparentemente desafía la física, razón por la cual la corona es cientos de veces más caliente que la “superficie” solar visible o fotosfera, que emite toda la luz que vemos del sol. La revista informó.
El equipo detrás de este estudio, dirigido por Syed Ayaz, investigador de la Universidad de Alabama en Huntsville, sugiere que a medida que se propagan, los KAW se disipan y calientan la corona solar. Por tanto, sirven como un mecanismo importante, aunque a pequeña escala, mediante el cual se transfiere energía en el plasma solar.
Corona solar durante un eclipse. fotografía de john finney
Ayaz dijo que este fenómeno podría explicar por qué la superficie visible del Sol tiene una temperatura de aproximadamente 10.000 grados Fahrenheit (5.500 grados Celsius), mientras que la corona, que marca la parte superior de la atmósfera del Sol, tiene una temperatura de más de 2 millones de grados. Fahrenheit (1,1 millones de grados Celsius).
“Se ha demostrado durante décadas que las ondas de Alfvén son las mejores candidatas para transferir energía de un lugar a otro”, dijo Ayaz en un comunicado reciente. “Hasta ahora, ninguna misión espacial solar ha hecho predicciones sobre estos fenómenos cerca del Sol”.
La mayor parte de la energía del sol proviene de su núcleo, donde se produce la fusión nuclear. Esto significa que el Sol debería calentarse más a medida que se adentra en él. La mayoría de las capas de nuestra estrella obedecen a este principio. Sin embargo, la corona, a pesar de estar a millones de kilómetros más lejos del núcleo solar que la superficie del Sol, sigue siendo mucho más caliente que la fotosfera.
Ayaz y sus colegas estudiaron el efecto de KAW en el plasma que se eleva a una altura igual a 10 radios solares. A estas distancias, cuando las ondas interactúan con el plasma cargado del sol, que está lleno de “iones”, átomos despojados de sus electrones, “se disipan rápidamente, transfiriendo toda su energía a las partículas de plasma en forma de calor”, dijo Ayaz.
Los hallazgos del equipo sugieren que la energía de las olas puede alcanzar la corona y calentarla, aunque aún no está claro hasta qué punto influye en la temperatura de la corona.
Esta nueva investigación “proporciona información importante sobre el problema crítico de convertir la energía del campo magnético en plasma caliente que contiene partículas cargadas como protones y electrones”, dijo Gary Zank, director del Centro de Investigación de Aeronomía y Plasma Espacial de la Universidad de Alabama, quien no participó en el trabajo de investigación.
Diagrama que muestra las capas del Sol, incluida la corona y la fotosfera subyacente. NASA
Los hallazgos del último estudio están respaldados por datos del Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea y del Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASA. Anteriormente, SDO había descubierto que otro tipo de onda magnética de arco de alta frecuencia que se propaga a través de la corona también podría arrojar grandes cantidades de energía a la atmósfera exterior del Sol con el tiempo, ayudando a calentar la capa de un millón de grados.
Procesos similares que suministran calor a la corona solar fueron el foco de una reciente misión de sonda de la NASA. La misión, llamada MaGIXS-2, abreviatura del segundo vuelo del espectrómetro de rayos X de incidencia de pastoreo Marshall, se lanzó al espacio durante unos minutos a mediados de julio para recolectar rayos X del Sol.
Estos rayos proporcionan evidencia particularmente reveladora de la frecuencia con la que nuestra estrella libera ráfagas de energía, lo que podría ayudar a los científicos a aprender más sobre cómo se calienta la corona.
Mientras los científicos continúan resolviendo el rompecabezas de cómo se calienta tanto la corona solar, se han descartado otros mecanismos de calentamiento relacionados con el campo magnético del Sol. Por ejemplo, los científicos sospechaban que ciertas curvas en forma de S en el campo magnético del Sol contenían mucha energía magnética, que se liberaba en el plasma circundante, calentándolo y acelerando los vientos solares que provocaban tormentas.
Sin embargo, un análisis de las primeras 14 órbitas de la sonda solar Parker alrededor del Sol, presentado en un artículo separado publicado en The Astrophysical Journal Letters, no encontró ninguna evidencia de la presencia de la característica deseada dentro de la corona.
Mojtaba Akhavan-Tafti, investigador de la Universidad de Michigan que dirigió el estudio, dijo en un comunicado que las próximas misiones de sonda solar de Parker Solar Probe, probablemente ya en diciembre de este año, podrían arrojar luz sobre este misterio de décadas.