Los científicos descubren emisiones de radio prolongadas sobre una mancha solar, similares a las observadas antes en las regiones polares de planetas y ciertas estrellas, que pueden remodelar nuestra comprensión de las explosiones de radio estelares
Astrónomos han detallado en la revista Nature Astronomy observaciones de radio de una extraordinaria exhibición similar a una aurora que ocurre a 40.000 kilómetros sobre una mancha solar.
Los investigadores del Centro de Investigación Solar-Terrestre del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey (NJIT-CSTR) dicen que la nueva emisión de radio comparte características con las emisiones de radio aurorales que se ven comúnmente en magnetosferas planetarias como las que rodean la Tierra, Júpiter y Saturno, así como con ciertas estrellas de baja masa.
El descubrimiento ofrece nuevos conocimientos sobre el origen de estas intensas explosiones de radio solares y potencialmente abre nuevas vías para comprender fenómenos similares en estrellas distantes con grandes manchas estelares, según el autor principal del estudio y científico de NJIT-CSTR, Sijie Yu.
"Hemos detectado un tipo peculiar de ráfagas de radio polarizadas de larga duración que emanan de una mancha solar y que persisten durante más de una semana", dijo Yu en un comunicado. "Esto es bastante diferente a las típicas explosiones de radio solares transitorias que suelen durar minutos u horas. Es un descubrimiento emocionante que tiene el potencial de alterar nuestra comprensión de los procesos magnéticos estelares".
Los famosos espectáculos de luces aurorales que son visibles en el cielo de las regiones polares de la Tierra, como la Aurora Boreal o la Aurora Austral, ocurren cuando las actividades solares perturban la magnetosfera de la Tierra, lo que facilita la precipitación de partículas cargadas en la región polar de la Tierra donde converge el campo magnético. interactúa con los átomos de oxígeno y nitrógeno en la alta atmósfera. Al acelerar hacia los polos norte y sur, estos electrones pueden generar intensas emisiones de radio en frecuencias de unos pocos cientos de kHz.
El equipo de Yu dice que las emisiones de radio solares recientemente observadas, detectadas sobre una vasta región de manchas solares que se forman temporalmente donde los campos magnéticos en la superficie del sol son particularmente fuertes, difieren de las tormentas de ruido de radio solar conocidas anteriormente, tanto espectral como temporalmente.
"Nuestro análisis espacial, temporal y espacialmente resuelto sugiere que se deben a la emisión de radio ECM (electron-cyclotron maser), que involucra electrones energéticos atrapados dentro de geometrías de campos magnéticos convergentes", explicó Yu.
"Las áreas más frías e intensamente magnéticas de las manchas solares proporcionan un entorno favorable para que se produzca la emisión ECM, estableciendo paralelos con los casquetes polares magnéticos de los planetas y otras estrellas y proporcionando potencialmente un análogo solar local para estudiar estos fenómenos".
"Sin embargo, a diferencia de las auroras de la Tierra, estas emisiones de auroras de manchas solares ocurren en frecuencias que van desde cientos de miles de kHz hasta aproximadamente 1 millón de kHz, un resultado directo de que el campo magnético de las manchas solares es miles de veces más fuerte que el de la Tierra".
"Nuestras observaciones revelan que estas ráfagas de radio tampoco están necesariamente ligadas al momento de las erupciones solares", añadió Rohit Sharma, científico de la Universidad de Ciencias Aplicadas del Noroeste de Suiza (FHNW) y coautor del estudio. "En cambio, la actividad de llamaradas esporádicas en regiones activas cercanas parece bombear electrones energéticos hacia bucles de campo magnético a gran escala anclados en la mancha solar, que luego alimentan la emisión de radio ECM sobre la región".
Se cree que la "radioaurora de las manchas solares" exhibe una modulación rotacional sincronizada con la rotación solar, produciendo lo que Yu describe como un "efecto de faro cósmico".
"A medida que la mancha solar atraviesa el disco solar, crea un haz giratorio de luz de radio, similar a la aurora de radio modulada que observamos en las estrellas en rotación", señaló Yu. "Dado que esta radioaurora de mancha solar representa la primera detección de este tipo, nuestro siguiente paso implica un análisis retrospectivo. Nuestro objetivo es determinar si algunas de las explosiones solares registradas anteriormente podrían ser ejemplos de esta emisión recientemente identificada".
Las emisiones de radio solares, aunque más débiles, se comparan con las emisiones de auroras estelares observadas en el pasado y pueden sugerir que las manchas estelares en estrellas más frías, al igual que las manchas solares, podrían ser las fuentes de ciertas explosiones de radio observadas en diversos entornos estelares.
"Esta observación se encuentra entre las evidencias más claras de emisiones de radio ECM que hemos visto desde el sol. Las características se asemejan a algunas de las observadas en nuestros planetas y otras estrellas distantes, lo que nos lleva a considerar la posibilidad de que este modelo pueda ser potencialmente aplicable a otras estrellas. con manchas estelares", dijo Bin Chen, profesor asociado de física de NJIT-CSTR y coautor.
El equipo dice que los últimos descubrimientos, que vinculan el comportamiento de nuestro Sol y las actividades magnéticas de otras estrellas, podrían tener implicaciones para que los astrofísicos reconsideren sus modelos actuales de actividad magnética estelar.
"Estamos empezando a resolver el rompecabezas de cómo interactúan las partículas energéticas y los campos magnéticos en un sistema con la presencia de manchas estelares de larga duración, no sólo en nuestro propio Sol sino también en estrellas mucho más allá de nuestro sistema solar", dijo el investigador solar de NJIT Surajit Mondal.
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