La sonda Solar Orbiter de la ESA ha proporcionado datos cruciales para responder al enigma de hace décadas sobre de dónde proviene la energía que calienta y acelera el viento solar. Trabajando en conjunto con la sonda solar Parker de la NASA, Solar Orbiter revela que la energía necesaria para ayudar a alimentar este flujo proviene de grandes fluctuaciones en el campo magnético del Sol.
El viento solar es una corriente constante de partículas cargadas que escapa de la atmósfera solar (llamada corona) para fluir más allá de la Tierra. Es la colisión del viento solar con la atmósfera de nuestro planeta lo que desencadena la colorida aurora en nuestros cielos. El viento solar "rápido" se mueve a velocidades superiores a los 500 km/s, equivalentes a la friolera de 1,8 millones de km/h. Curiosamente, este viento sale de la corona del Sol a velocidades más bajas, por lo que algo lo acelera a medida que se aleja.
El viento de un millón de grados se enfría naturalmente a medida que se expande en un volumen mayor y se vuelve menos denso, de manera muy similar al aire en la Tierra cuando escalas una montaña. Y, sin embargo, se enfría más lentamente de lo esperado debido únicamente a este efecto. ONDAS DE ALFVÉN Entonces, ¿qué proporciona la energía necesaria para acelerar y calentar las partes más rápidas del viento solar?
Los datos del Solar Orbiter de la ESA y de la sonda solar Parker de la NASA han proporcionado evidencia concluyente de que la respuesta son las oscilaciones a gran escala en el campo magnético del Sol, conocidas como ondas de Alfvén. "Antes de este trabajo, se había sugerido que las ondas de Alfvén eran una fuente de energía potencial, pero no teníamos pruebas definitivas", dice en un comunicado la coautora principal del trabajo Yeimy Rivera del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian, Massachusetts. En un gas ordinario, como la atmósfera de la Tierra, el único tipo de ondas que se pueden transmitir son las ondas sonoras.
Sin embargo, cuando un gas se calienta a temperaturas extraordinarias, como en la atmósfera del Sol, entra en un estado electrificado conocido como plasma y responde a los campos magnéticos. Esto permite que se formen ondas, llamadas ondas de Alfvén, en el campo magnético. Estas ondas almacenan energía y pueden transportarla de manera eficiente a través de un plasma. Un gas normal expresa su energía almacenada en forma de densidad, temperatura y velocidad. Sin embargo, en el caso del plasma, el campo magnético también almacena energía. Tanto Solar Orbiter como Parker Solar Probe contienen los instrumentos necesarios para medir las propiedades del plasma, incluido su campo magnético. Aunque las dos naves espaciales operan a diferentes distancias del Sol y en órbitas muy diferentes, en febrero de 2022, la nave espacial se alineó a lo largo de la misma corriente de viento solar.
Parker, que opera a 13,3 radios solares (alrededor de 9 millones de kilómetros) del Sol, en los bordes más externos de la corona solar, cruzó la corriente primero. Solar Orbiter, que opera a 128 radios solares (89 millones de kilómetros), cruzó la corriente uno o dos días después. "Este trabajo solo fue posible gracias a la alineación muy especial de las dos naves espaciales que tomaron muestras de la misma corriente de viento solar en diferentes etapas de su viaje desde el Sol", dice Yeimy. Aprovechando al máximo esta rara alineación, el equipo comparó las mediciones de la misma corriente de plasma en dos lugares diferentes.
Primero transformaron las mediciones en cuatro magnitudes energéticas clave, que incluían una medición de la energía almacenada en el campo magnético, llamada flujo de energía de las olas. Como la energía no se crea ni se destruye, solo se convierte de una forma a otra, el equipo comparó las lecturas de Parker con las de Solar Orbiter. Hicieron esta comparación con y sin el término de energía magnética. "Descubrimos que si no incluimos el flujo de energía de las olas en Parker, no igualamos exactamente la cantidad de energía que tenemos en Solar Orbiter", dice el primer autor conjunto Samuel Badman, del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian, Massachusetts. Cerca del Sol, donde Parker midió la corriente, alrededor del 10% de la energía total se encontró en el campo magnético. En Solar Orbiter, este número había caído a solo el 1%, pero el plasma se había acelerado y se había enfriado más lentamente de lo esperado.
Al comparar los números, el equipo concluyó que la energía magnética perdida estaba impulsando la aceleración y ralentizando el enfriamiento del plasma al proporcionar algo de calentamiento propio. Los datos también muestran la importancia que tienen las configuraciones magnéticas conocidas como zigzags para la aceleración del viento. Los zigzags son grandes desviaciones en las líneas del campo magnético del Sol y son ejemplos de ondas de Alfvén. Se han observado desde las primeras sondas solares de la década de 1970, pero su tasa de detección ha aumentado drásticamente desde que Parker Solar Probe se convirtió en la primera nave espacial en volar a través de la corona del Sol en 2021 y detectó que los zigzags se unen en parches.
Este nuevo trabajo confirma que estos parches de zigzags contienen suficiente energía para ser responsables de la parte faltante de la aceleración y el calentamiento del rápido viento solar.https://www.infobae.com/america/agencias/2024/08/30/oscilaciones-en-el-campo-magnetico-energizan-el-viento-solar/
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