Una nueva y sofisticada observación de una zona fría en la superficie del sol podría ayudar a los científicos a desarrollar un nuevo tipo de termómetro solar.
Un equipo de astrofísicos dirigido por investigadores de la Universidad de Glasgow son los primeros en utilizar las observaciones del observatorio ALMA en Chile para estimar la temperatura de una prominencia solar.
Las protuberancias solares son zonas de plasma en la superficie del sol que están contenidas por sus poderosos campos magnéticos a una temperatura mucho más baja que las áreas vecinas.
Mientras que las áreas del sol pueden superar el millón de grados Kelvin, los centros de prominencias solares suelen estar entre 5.000 y 8.000 grados. Pueden durar semanas antes de volverse inestables y salir al espacio.
En un artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, los investigadores describen cómo aprovecharon la capacidad del observatorio ALMA para generar imágenes de alta resolución del sol utilizando datos recopilados a través de su conjunto de antenas de radio.
Este proceso, conocido como interferometría, les permitió realizar un examen detallado de la temperatura de una prominencia solar que ocurrió el 19 de abril de 2018. Examinaron datos de las regiones H-alfa y 3 mm del espectro electromagnético, lo que les permitió medir la óptica espesor y temperatura de brillo de la prominencia en el transcurso de unas dos horas.
Esas observaciones les permitieron generar imágenes de la columna vertebral de la prominencia, delineando estructuras similares a púas en los bordes de su vaina de plasma. El análisis de su brillo sugirió que la temperatura del plasma contenido en la columna vertebral estaba entre 6.000 y 7.000 grados Kelvin.
La prominencia también fue medida por otros dos observatorios, uno en la Tierra y otro en el espacio. El Observatorio de Białkow en la Universidad de Wrocław en Polonia tomó medidas de la prominencia al mismo tiempo, al igual que la Asamblea de Imágenes Atmosféricas a bordo de la misión del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. El equipo correlacionó los datos de observación de ambos con los resultados de ALMA y encontró un alto grado de concordancia, lo que sugiere que los resultados de ALMA eran confiables como estimación de la forma y la temperatura de la prominencia.
El Dr. Nicolas Labrosse de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Glasgow es el autor principal del artículo. El Dr. Labrosse dijo: “Las prominencias solares son una de las ilustraciones más sorprendentes de cómo los campos magnéticos dan forma a la atmósfera de nuestro sol, creando y controlando estructuras de plasma mucho más frío en un entorno casi inimaginablemente cálido.
“Comprender cómo se forman y evolucionan las protuberancias solares con el tiempo nos ayudará a responder una serie de preguntas fundamentales sobre cómo funciona nuestro sol, junto con otros similares en todo el universo. Desbloquear esas respuestas también podría ayudarnos a comprender mejor cómo usar los campos magnéticos para controlar el plasma aquí en la Tierra, en entornos como los futuros reactores de fusión”.
“Estamos muy complacidos de haber podido demostrar por primera vez que podemos tomar medidas de alta resolución de prominencias solares utilizando datos de interferometría de ALMA. Si bien utilizamos solo dos de los anchos de banda disponibles de ALMA en esta ocasión, expandir nuestras observaciones a otras bandas nos permitirá hacer observaciones aún más detalladas, lo que podría acercarnos un paso más al desarrollo de un mejor tipo de termómetro solar”.
El Dr. Labrosse es coautor de un segundo artículo de investigación dirigido por astrofísicos de la Academia Checa de Ciencias, publicado en Astrophysical Journal, que también examina los datos de prominencia solar de ALMA.
El Dr. Labrosse agregó: “Estos dos artículos se escribieron de forma independiente, pero muestran resultados complementarios sobre cómo podemos usar ALMA para medir la temperatura de las protuberancias solares.
“El segundo artículo muestra que todavía hay estructuras sin resolver en nuestros datos de ALMA: hilos de prominencia que tienen una escala espacial característica más pequeña que la resolución de ALMA. Esto es interesante porque podemos aprender más sobre cómo se forman las prominencias y cómo se relacionan los componentes básicos de las prominencias con lo que observamos con nuestros instrumentos en la resolución actual.
“Tomados en conjunto, los resultados de estos artículos sugieren que podemos aprender mucho de los datos de ALMA sobre las prominencias solares. Esperamos trabajar con nuestros socios de investigación en el futuro para realizar más mediciones con ALMA”.
Investigadores de la Universidad de Glasgow, Escocia; la Universidad de Wroclaw, Polonia; Universidad de Northumbria, Newcastle, Inglaterra; la Universidad de Oslo, Noruega; KU Lovaina, Bélgica; Observatoire de Paris, Francia y Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, Brasil contribuyeron al artículo.
