Confirmado: «La humanidad » ha «tocado» el Sol


A diferencia de la Tierra, el Sol no tiene una superficie sólida. Pero tiene una región de espacio a su alrededor donde gobierna su plasma crepitante; más allá de eso, cede el control. El 28 de abril de 2021, la sonda solar Parker de la NASA se deslizó más allá de ese límite, tocando el plasma y las ondas magnéticas que están unidas al sol.

Ese límite se conoce como la superficie de Alfvén. En el interior, el campo magnético del Sol tiene un fuerte control sobre el plasma, que gobierna sus movimientos. El campo magnético fuera de esta superficie es más débil y el plasma se carga, arrastrando las líneas del campo magnético con él a medida que fluye hacia afuera en forma de viento solar.

La sonda entró en la atmósfera magnetizada un total de tres veces durante su octava vuelta alrededor del Sol, explica Justin Kasper (Universidad de Michigan, BWX Technologies, Inc.), investigador principal de los instrumentos SWEAP de detección de partículas a bordo de la nave espacial. Kasper dirigió un estudio sobre los cruces, publicado el 14 de diciembre en Physical Review Letters, y anunció los resultados con otros miembros del equipo en la reunión en curso de la American Geophysical Union.

CÓMO TOCAR EL SOL

La primera vez que Parker pasó por la superficie de Alfvén fue la más larga; voló por la atmósfera durante unas cinco horas. Sin embargo, incluso mientras continuaba volando hacia el Sol, volvió a salir, solo para sumergirse nuevamente más profundamente cuando estaba en su enfoque más cercano, pero brevemente, ese tiempo salió después de solo media hora. Luego, en su camino hacia afuera, la nave espacial una vez más pasó rozando debajo de la superficie durante unas horas.

“[La superficie de Alfvén] tiene que estar arrugada”, dice Kasper. «No es borroso, está bien definido mientras estamos debajo de él, pero la superficie tiene algo de estructura». Entonces, mientras la sonda ve un cambio suave en las condiciones al cruzar el límite, el lugar donde se encuentra el límite puede cambiar. La razón de esta superficie arrugada sigue siendo una pregunta abierta, aunque los investigadores sospechan que el cruce de un pseudoespirador más bajo en la corona empujó el límite hacia afuera para permitir el primer cruce.

Lo que está claro es que dentro de la atmósfera del Sol, las condiciones son diferentes a las del exterior. Parker vio ondas de plasma moviéndose hacia adelante y hacia atrás en lugar de fluir hacia afuera. Esa diferencia fue visible no solo para los instrumentos SWEAP y FIELDS, que miden partículas y campos eléctricos y magnéticos, respectivamente, sino también para el generador de imágenes WISPR de la sonda.

Cuando Parker Solar Probe atravesó la corona en el encuentro nueve, la nave espacial pasó por estructuras llamadas serpentinas coronales. Estas estructuras pueden verse como características brillantes que se mueven hacia arriba en las imágenes superiores y en ángulo hacia abajo en la fila inferior. Tal vista solo es posible porque la nave espacial voló por encima y por debajo de las serpentinas dentro de la corona. Hasta ahora, las serpentinas solo se han visto desde lejos. Son visibles desde la Tierra durante los eclipses solares totales.
Créditos: NASA / Johns Hopkins APL / Naval Research Laboratory

WISPR reveló estructuras en el viento solar que los científicos nunca habían visto desde sus puntos de vista anteriores. Y no solo tomó imágenes de las estructuras, sino que en realidad las atravesó. «Imagina que estás montado en la sonda solar Parker», dice Nour Raouafi (Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins). “Cuando ves estructuras desde lejos, parece que están en la misma ubicación en el espacio. Pero si viaja a través de ellos, algunos parecerán volar por encima de su cabeza, mientras que otros pasarán por debajo de sus pies «.

«Estábamos volando a través de la fuente del viento solar», dice Raouafi.

A medida que Parker Solar Probe se aventura cada vez más cerca del Sol, se adentra en regímenes desconocidos y realiza nuevos descubrimientos. Esta imagen representa las distancias de Parker Solar Probe al Sol para algunos de estos hitos y descubrimientos.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Mary P. Hrybyk-Keith

La vista dentro de la corona puede arrojar luz sobre los dos principales objetivos científicos de Parker Solar Probe: el origen del viento solar y la fuente de calor de la corona de un millón de grados. El análisis para abordar esos objetivos está en curso y pronto incluirá los pases noveno y décimo de Parker. El análisis preliminar indica que el noveno pase también llevó a Parker al interior de la superficie de Alfvén; los datos aún no se han descargado desde el décimo pase, que ocurrió el 21 de noviembre.

SUSPENDIENDO LOS INTERRUPTORES
Desde el punto de vista interno de la sonda, los científicos también pueden encontrar una explicación para los cambios, curvas en forma de «S» en el campo magnético. Aunque se sabe que existen desde la década de 1990, Parker renovó el interés en estas estructuras porque eran tan omnipresentes en el viento solar.

“¿Están forjados en la superficie del Sol? ¿O están moldeados por algún proceso que tuerce el campo al salir del Sol? » se pregunta Stuart Bale (Universidad de California, Berkeley), investigador principal del conjunto de instrumentos FIELDS.

Si bien aún no se conocen las respuestas a esas preguntas, las nuevas observaciones muestran que los cambios ocurren en parches discretos y tienden a tener un mayor porcentaje de iones de helio. Eso los conecta con la fotosfera, el nivel más alto del Sol de donde provienen la mayoría de los fotones que vemos.

“Se vuelve más interesante”, dice Bale. Señala que los parches de cambios y sus iones de helio parecen estar asociados con embudos magnéticos, regiones entre las células de convección gigantes en el plasma hirviente del Sol. Si bien todavía es demasiado pronto para descartar cualquier escenario para los orígenes de las curvas, agrega: «¡Llegaremos allí!»

La sonda solar Parker continuará su espiral hacia el Sol, con su próximo acercamiento más cercano en febrero. A medida que se acerca, la actividad solar también está aumentando, lo que promete información adicional en el futuro. «La humanidad ha ‘tocado’ el Sol», dice la científica del programa Kelly Korreck (HQ de la NASA), «y los descubrimientos revolucionarios recién han comenzado».

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