Investigadores han logrado un gran avance en la física solar al proporcionar la primera evidencia directa de ondas Alfvén torsionales a pequeña escala en la corona solar: esquivas ondas magnéticas que los científicos han estado buscando desde la década de 1940.
El descubrimiento, publicado en Nature Astronomy, se realizó mediante observaciones sin precedentes del telescopio solar más potente del mundo, el Telescopio Solar Daniel K. Inouye de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) en Hawái.
Los hallazgos podrían finalmente explicar uno de los mayores misterios del Sol: cómo su atmósfera exterior, la corona, alcanza temperaturas de millones de grados mientras que su superficie se encuentra a tan solo unos 5500 °C.
Las ondas Alfvén, llamadas así en honor al ganador del Premio Nobel Hannes Alfvén, quien predijo su existencia en 1942, son perturbaciones magnéticas que pueden transportar energía a través del plasma.
Los científicos ya han detectado versiones más grandes y aisladas de estas ondas, normalmente relacionadas con las erupciones solares. Sin embargo, esta es la primera vez que se observa directamente el tipo de torsión pequeño, presente constantemente y que podría alimentar al Sol.
El profesor Richard Morton, miembro del UKRI Future Leader Fellow y catedrático de la Escuela de Ingeniería, Física y Matemáticas de la Universidad de Northumbria, dirigió la investigación. Morton afirmó: «Este descubrimiento pone fin a una prolongada búsqueda de estas ondas, originada en la década de 1940. Por fin hemos podido observar directamente estos movimientos de torsión que retuercen las líneas del campo magnético en la corona».
Este avance fue posible gracias a las capacidades únicas del espectropolarímetro criogénico de infrarrojo cercano (Cryo-NIRSP) del Telescopio Solar Daniel K. Inouye, el instrumento coronal más avanzado de su tipo. Este espectrómetro de vanguardia puede observar detalles increíblemente finos en la corona y es muy sensible a los cambios en el movimiento del plasma.
Con su espejo de cuatro metros de ancho —cuatro veces más grande que el de los telescopios solares anteriores—, el Telescopio Solar Daniel K. Inouye, construido y operado por el Observatorio Solar Nacional de la NSF, representa dos décadas de planificación y desarrollo internacionales.
La Universidad de Northumbria ha desempeñado un papel crucial en su desarrollo como parte de un consorcio británico que diseñó cámaras para el Visible Broadband Imager del telescopio, aprovechando la consolidada reputación de la Universidad en observaciones de la atmósfera solar.
El profesor Morton obtuvo tiempo para usar el telescopio mientras aún se encontraba en pruebas y empleó el instrumento para rastrear el movimiento del hierro, calentado a 1,6 millones de grados Celsius, en la corona.
El avance clave provino del desarrollo por parte del profesor Morton de técnicas analíticas completamente nuevas para separar los diferentes tipos de movimiento ondulatorio en los datos. Como explica: «El movimiento del plasma en la corona solar está dominado por movimientos oscilantes. Estos enmascaran los movimientos torsionales, por lo que tuve que desarrollar una forma de eliminar el balanceo para detectar la torsión».
Mientras que las ondas de «kink», más conocidas, hacen que estructuras magnéticas completas se balanceen de un lado a otro y son visibles en películas del sol, las ondas torsionales de Alfvén, recién detectadas, causan un movimiento torsional que solo puede detectarse mediante análisis espectroscópico, que mide cómo el plasma se acerca y se aleja de la Tierra, creando desplazamientos característicos al rojo y al azul en lados opuestos de las estructuras magnéticas.
El descubrimiento tiene profundas implicaciones para comprender el funcionamiento del sol. La corona, la atmósfera más externa del sol, visible durante los eclipses solares, se calienta a temperaturas superiores al millón de grados Celsius, lo suficientemente altas como para acelerar el plasma alejándolo del sol en forma de viento solar que llena todo nuestro sistema solar.
La investigación representa una importante colaboración internacional, con coautores de la Universidad de Pekín (China), la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), la Universidad Queen Mary de Londres, la Academia China de Ciencias y el Observatorio Solar Nacional de la NSF (Hawái y Colorado).
Comprender estos procesos fundamentales tiene importancia práctica para la predicción del clima espacial. El viento solar transporta perturbaciones magnéticas que pueden interrumpir las comunicaciones por satélite, los sistemas GPS y las redes eléctricas terrestres. Las ondas de Alfvén también podrían ser la fuente de «retornos magnéticos», importantes portadores de energía en el viento solar que han sido observados por la sonda solar Parker de la NASA.
«Esta investigación proporciona una validación esencial para la gama de modelos teóricos que describen cómo la turbulencia de las ondas de Alfvén impulsa la atmósfera solar», añadió el profesor Morton. «Contar con observaciones directas finalmente nos permite contrastar estos modelos con la realidad».
El equipo prevé que este descubrimiento impulsará nuevas investigaciones sobre cómo estas ondas se propagan y disipan energía en la corona. La capacidad del instrumento Cryo-NIRSP del Telescopio Solar Daniel K. Inouye para proporcionar espectros de alta calidad abre nuevas posibilidades para estudiar la física de ondas en la atmósfera solar.
Con información de Nature
Compártelo:
Descubre más desde SKYCR.ORG: NASA, exploración espacial y noticias astronómicas
Suscríbete y recibe las últimas entradas en tu correo electrónico.
