Las imágenes de mayor resolución de una llamarada solar, captadas en la longitud de onda H-alfa (656,28 nm), jamás obtenidas podrían transformar nuestra comprensión de la arquitectura magnética del Sol y mejorar la predicción del clima espacial.
Utilizando el Telescopio Solar Daniel K. Inouye, construido y operado por el Observatorio Solar Nacional (NSO), astrónomos capturaron franjas oscuras de bucles coronales con una claridad sin precedentes durante la fase de desintegración de una llamarada de clase X1.3 el 8 de agosto de 2024 a las 20:12 UT.
Los bucles tenían un ancho promedio de 48,2 km, quizás tan delgados como 21 km, los bucles coronales más pequeños jamás fotografiados. Esto marca un avance potencial en la resolución de la escala fundamental de los bucles coronales solares y en la expansión de los límites del modelado de erupciones hacia un ámbito completamente nuevo.
El artículo que describe este estudio, titulado «Descubriendo una Estructura Fina Sin Precedentes en Bucles de Erupciones Coronales con el DKIST», está disponible en The Astrophysical Journal Letters.
Los bucles coronales son arcos de plasma que siguen las líneas del campo magnético solar, a menudo precediendo a erupciones solares que desencadenan liberaciones repentinas de energía asociadas con la torsión y ruptura de algunas de estas líneas.
Esta explosión de energía alimenta tormentas solares que pueden afectar la infraestructura crítica de la Tierra. Los astrónomos del Telescopio Solar Inouye observan la luz solar en la longitud de onda H-alfa (656,28 nm) para observar características específicas del Sol, revelando detalles no visibles en otros tipos de observaciones solares.
«Esta es la primera vez que el Telescopio Solar Inouye observa una llamarada de clase X», afirma Cole Tamburri, autor principal del estudio, quien cuenta con el apoyo del Programa de Embajadores del Telescopio Solar Inouye mientras completa su doctorado en la Universidad de Colorado en Boulder (CU).
El programa está diseñado para apoyar a los estudiantes de doctorado. Estudiantes que forman una cohorte bien conectada de científicos jóvenes en universidades estadounidenses, quienes aportarán su experiencia en la reducción y análisis de datos de Inouye a la comunidad solar en general.
«Estas erupciones se encuentran entre los eventos más energéticos que produce nuestra estrella, y tuvimos la suerte de captarla en condiciones de observación perfectas».
El equipo, que incluye científicos de la NSO, el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP), el Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales (CIRES) y la Universidad de Colorado, se centró en los finísimos bucles de campo magnético (cientos de ellos) que se tejen sobre las cintas de llamaradas. En promedio, los bucles medían unos 48 km de ancho, pero algunos alcanzaban el límite de resolución del telescopio.
«Antes de Inouye, solo podíamos imaginar cómo se veía esta escala», explica Tamburri. «Ahora podemos verlo directamente. Estos son los bucles coronales más pequeños jamás fotografiados en el Sol».
El instrumento Visible Broadband Imager (VBI) de Inouye, sintonizado con el filtro H-alfa, puede resolver características de hasta ~24 km. Esto es más de dos veces y media más nítido que el siguiente mejor telescopio solar, y es ese salto en resolución lo que hizo posible este descubrimiento.
«Saber que un telescopio puede, en teoría, hacer algo es una cosa», señala Maria Kazachenko, coautora del estudio y científica de NSO. «Verlo funcionar a ese límite es realmente emocionante».
Si bien el plan de investigación original consistía en estudiar la dinámica de las líneas espectrales cromosféricas con el instrumento Espectropolarímetro Visible (ViSP) de Inouye, los datos del VBI revelaron algunos hallazgos inesperados: estructuras coronales ultrafinas que pueden informar directamente a los modelos de erupciones construidos con complejos códigos radiativos-hidrodinámicos.
Las teorías han sugerido desde hace tiempo que los bucles coronales podrían tener entre 10 y 100 km de ancho, pero confirmar este rango mediante observaciones ha sido imposible, hasta ahora.
«Por fin estamos explorando las escalas espaciales sobre las que hemos especulado durante años», afirma Tamburri. «Esto abre la puerta al estudio no solo de su tamaño, sino también de sus formas, su evolución e incluso las escalas donde se produce la reconexión magnética, el motor de las erupciones».
Quizás lo más tentador sea la idea de que estos bucles podrían ser estructuras elementales, los componentes fundamentales de la arquitectura de las llamaradas. «De ser así, no solo estamos resolviendo conjuntos de bucles, sino bucles individuales por primera vez», añade Tamburri. «Es como pasar de ver un bosque a ver de repente cada árbol».
La imagen en sí misma es impresionante: bucles oscuros, filiformes, que se arquean en una arcada brillante, brillantes cintas de llamaradas grabadas en un relieve casi imposiblemente nítido: una triangular compacta cerca del centro y otra arqueada en la parte superior. Incluso un observador casual, sugiere Tamburri, reconocería de inmediato la complejidad.
«Es un momento histórico en la ciencia solar», concluye. «Por fin estamos viendo el Sol en las escalas en las que funciona».
Con información de The Astrophysical Journal Letters
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