Viento solar (ESA Science Hub)
Durante su primer acercamiento al sol, la nave espacial Solar Orbiter ha permitido identificar los misteriosos orígenes del viento solar ‘lento’. Este hallazgo proporciona nuevas perspectivas sobre la dinámica del viento solar y su impacto en la Tierra.
El viento solar, que se desplaza a cientos de kilómetros por segundo, es una corriente continua de partículas de plasma cargadas que emana del sol hacia el espacio.
El viento que supera los 500 km por segundo se denomina "rápido", mientras que el que se mueve a velocidades inferiores a esta se clasifica como "lento".
Cuando este viento llega a la atmósfera terrestre, puede producir la aurora boreal, un espectáculo natural impresionante.
Sin embargo, grandes liberaciones de plasma, conocidas como eyecciones de masa coronal, pueden ser peligrosas y causar daños a satélites y sistemas de comunicación.
A pesar de décadas de estudios, los mecanismos que liberan, aceleran y transportan el plasma del viento solar, especialmente el viento lento, siguen siendo en gran medida desconocidos.
En 2020, la Agencia Espacial Europea (ESA), en colaboración con la NASA, lanzó la misión Solar Orbiter. Esta misión no solo busca capturar las imágenes más detalladas del sol, sino también medir y relacionar el viento solar con sus áreas de origen en la superficie solar.
El Solar Orbiter, descrito como el «laboratorio científico más complejo jamás enviado al sol», está equipado con diez instrumentos científicos.
Algunos de estos instrumentos recolectan y analizan muestras del viento solar mientras pasa por la nave, mientras que otros están diseñados para capturar imágenes de alta calidad de la actividad en la superficie solar.
Al combinar datos fotográficos e instrumentales, los científicos han podido identificar por primera vez con claridad el origen del viento solar lento.
Esta información ha permitido establecer cómo este viento puede escapar del sol y comenzar su viaje hacia la heliosfera, una gigantesca burbuja que rodea el sol y sus planetas, protegiendo al sistema solar de la radiación interestelar. Los resultados de este estudio han sido publicados en la revista Nature Astronomy.
La Dra. Steph Yardley, de la Universidad de Northumbria en Newcastle upon Tyne, lideró la investigación y explicó en un comunicado:
«La variabilidad de las corrientes de viento solar medidas in situ en una nave espacial cercana al sol nos proporciona mucha información sobre sus fuentes. Aunque estudios anteriores han rastreado los orígenes del viento solar, esto se hizo mucho más cerca de la Tierra, donde esta variabilidad se pierde», señaló.
Gracias a la proximidad del Solar Orbiter al sol, ha sido posible capturar la complejidad del viento solar y obtener una imagen más clara de sus orígenes, así como entender cómo esta complejidad es impulsada por los cambios en las diferentes regiones de origen.
La diferencia en la velocidad del viento solar rápido y lento se cree que se debe a las distintas áreas de la corona solar, la capa más externa de la atmósfera solar, de donde se originan.
La corona abierta se refiere a regiones donde las líneas de campo magnético se anclan al sol en un solo extremo y se extienden hacia el espacio en el otro, creando una vía para que el material solar escape al espacio. Estas áreas más frías son las fuentes del rápido viento solar.
Por otro lado, la corona cerrada se refiere a regiones donde las líneas de campo magnético están conectadas a la superficie solar en ambos extremos, formando grandes bucles brillantes sobre áreas magnéticamente activas.
Ocasionalmente, estos bucles se rompen, permitiendo que el material solar escape brevemente antes de volver a conectarse. Este fenómeno ocurre principalmente en las zonas donde la corona abierta y cerrada se encuentran.
Uno de los objetivos del Solar Orbiter es probar la teoría de que el viento solar lento se origina en la corona cerrada y puede escapar al espacio mediante el proceso de ruptura y reconexión de las líneas de campo magnético.
Para probar esta teoría, el equipo científico midió la «composición» de las corrientes de viento solar.
La combinación de iones pesados en el material solar varía según su origen, diferenciando entre la corona más caliente y cerrada y la más fría y abierta.
Utilizando los instrumentos a bordo del Solar Orbiter, el equipo analizó la actividad en la superficie solar y comparó estos datos con las corrientes de viento solar recolectadas por la nave.
Las imágenes de la superficie del sol capturadas por el Solar Orbiter mostraron que las corrientes de viento lento provenían de áreas donde la corona abierta y cerrada se unían, confirmando la teoría de que el viento lento puede escapar de las líneas cerradas del campo magnético a través del proceso de ruptura y reconexión.
El Dr. Yardley, del grupo de investigación de Física Solar y Espacial de la Universidad de Northumbria, explicó que la composición variable del viento solar medida en el Solar Orbiter fue consistente con los cambios en la composición a través de las fuentes de la corona.
Los cambios en la composición de los iones pesados junto con los electrones proporcionan una fuerte evidencia de que la variabilidad del viento solar no solo es impulsada por las diferentes regiones fuente, sino también por los procesos de reconexión que ocurren entre los circuitos cerrados y abiertos en la corona.
Estos descubrimientos marcan un avance crucial en la comprensión del viento solar y sus efectos en el sistema solar. Además, proporcionan información crucial para futuras misiones y estudios sobre el sol y el clima espacial, ayudando a preparar mejor a la humanidad para los posibles impactos de las tormentas solares.
