Conducta insólita de iones y protones cerca del Sol

Antes de que una tormenta solar se desencadene y ejerza sus problemáticos efectos sobre infraestructuras sensibles en la Tierra, el proceso que conduce a dicha tormenta comienza en el Sol con un fenómeno explosivo conocido como reconexión magnética. Ahora, un análisis de observaciones realizadas por la sonda espacial Parker de la NASA ha revelado nuevos detalles sobre cómo la reconexión magnética acelera iones y protones hasta velocidades peligrosas. Y parte de lo descubierto contradice las teorías más aceptadas.

Las llamaradas solares son potentes explosiones en el Sol. Se producen cuando la energía almacenada en campos magnéticos entrelazados se libera repentinamente mediante un proceso denominado “reconexión magnética”. En cuestión de minutos, las líneas de campo magnético entrecruzadas en dirección opuesta se rompen y se reconectan. Las líneas de campo recién reconectadas pueden calentar y acelerar rápidamente el plasma a millones de grados, alejándolo del punto de reconexión, pudiendo así generar una llamarada solar.

Las erupciones más potentes pueden iniciar una cadena de reacciones que provoque tormentas geomagnéticas en la Tierra. Dichas tormentas son capaces a veces de provocar interferencias en las comunicaciones, apagones del suministro eléctrico y otros problemas, por lo que es muy importante conocerlas a fondo y poderlas vigilar detalladamente.

La Parker partió de la Tierra en 2018 con la misión de intentar desentrañar algunos de los misterios del Sol viajando hasta más cerca de él que lo conseguido por cualquier otra nave espacial antes. Tres años después de su lanzamiento al espacio, la Parker llegó lo bastante cerca del Sol como para comenzar a resolver algunos de esos enigmas. Desde entonces, efectúa sobrevuelos periódicos del Sol a muy corta distancia de su superficie, llegando a acercarse a esta hasta una distancia de tan solo 6,2 millones de kilómetros. Esa distancia es solo 4 veces y media mayor que lo que mide de diámetro el Sol.

El Sol no tiene una superficie sólida. Por “superficie del Sol” se entiende el borde visible del disco solar. El Sol también posee lo que puede definirse como una atmósfera, hecha de material solar que permanece atado al Sol por la gravedad y las fuerzas magnéticas.

En uno de sus sobrevuelos, la Parker pasó entre la superficie del Sol y el sitio en el que se desencadenó una reconexión magnética, en una zona más alejada de la superficie del Sol que de costumbre, a una distancia en la que ya discurre el viento solar, el flujo continuo de partículas y campos magnéticos emitidos por el Sol. Dado que los episodios de reconexión que causan tormentas ocurren mayormente en la atmósfera solar, de difícil acceso, los que suceden más lejos, en zonas donde ya discurre el viento solar ofrecen la oportunidad de tomar mediciones directas de partículas aceleradas por la reconexión magnética. Y la sonda Parker hizo precisamente eso.

La reconexión magnética en el Sol se produce cuando, en cuestión de minutos, las líneas de campo magnético entrecruzadas en dirección opuesta se rompen y se reconectan, lo cual puede acelerar rápidamente el plasma, pudiendo así generar una llamarada solar. La imagen es una recreación artística de esta explosión magnética. (Ilustración: NASA’s Conceptual Image Laboratory)

La Parker observó un chorro de partículas dirigido hacia el Sol, compuesto de protones y también de iones pesados ​​(átomos de elementos con electrones adicionales). Pero inesperadamente, un nuevo análisis de los datos, realizado por un equipo encabezado por Mihir Desai, del Instituto de Investigación del Sudoeste en San Antonio de Texas, Estados Unidos, ha revelado que los protones y los iones se aceleraron de diferentes maneras. Las teorías de reconexión magnética prevén que los protones se aceleren de la misma manera que los iones, pero el análisis muestra que los protones formaban un haz disperso, como el de una linterna, mientras que los iones pesados ​​avanzaban en línea recta como un rayo láser.

Este inesperado hallazgo forzará a descartar o modificar teorías sobre el funcionamiento del Sol.

El estudio en el que se han analizado las observaciones de la Parker y se ha hecho el descubrimiento se titula “Proton and Heavy Ion Acceleration by Magnetic Reconnection at the Near-Sun Heliospheric Current Sheet”. Y se ha publicado en la revista académica Astrophysical Journal. (Fuente: NCYT de Amazings)