Orbitador Solar revela «fogatas» solares

Las primeras imágenes del Orbitador Solar, una nueva misión de observación del Sol de la ESA y la NASA, han revelado erupciones solares en miniatura omnipresentes, denominadas «fogatas», cerca de la superficie de nuestra estrella más cercana.

Estas fogatas son totalmente insignificantes por sí mismas, pero sumando su efecto en todo el Sol, podrían ser la contribución dominante al calentamiento de la corona solar.

Lleva seis instrumentos de teledetección, o telescopios, que capturan imágenes del Sol y sus alrededores, y cuatro instrumentos in situ que monitorean el entorno alrededor de la nave espacial. Al comparar los datos de ambos conjuntos de instrumentos, los científicos obtendrán información sobre la generación del viento solar, la corriente de partículas cargadas del Sol que influye en todo el Sistema Solar.

La primera vista completa del Sol del Orbitador Solar, tomada a longitudes de onda ultravioleta el 30 de Mayo. El color de esta imagen se ha agregado artificialmente porque la longitud de onda original detectada por el instrumento es invisible para el ojo humano. Más información.
Créditos: Solar Orbiter / EUI Team / ESA & NASA; 
CSL, IAS, MPS, PMOD / WRC, ROB, UCL / MSSL
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Según los científicos detrás de la misión, ver fenómenos que no eran observables en detalle antes, insinúa el enorme potencial del Orbitador Solar, que acaba de terminar su primera fase de verificación técnica conocida como puesta en servicio.

«Estas son solo las primeras imágenes y ya podemos ver nuevos fenómenos interesantes«, dice Daniel Müller, científico del Proyecto «Orbitador Solar» de la ESA. “Realmente no esperábamos resultados tan buenos desde el principio. También podemos ver cómo nuestros diez instrumentos científicos se complementan entre sí, proporcionando una imagen holística del Sol y el entorno circundante «.

El Orbitador Solar, lanzado el 10 de Febrero de 2020, lleva seis instrumentos de teledetección, o telescopios, que capturan imágenes del Sol y sus alrededores, y cuatro instrumentos in situ que monitorean el entorno alrededor de la nave espacial. Al comparar los datos de ambos conjuntos de instrumentos, los científicos obtendrán información sobre la generación del viento solar, la corriente de partículas cargadas del Sol que influye en todo el Sistema Solar.

El aspecto único de la misión Solar Orbiter es que ninguna otra nave espacial ha podido tomar imágenes de la superficie del Sol desde una distancia más cercana.

Las imágenes más cercanas del Sol revelan nuevos fenómenos.

El generador de imágenes ultravioleta extremo EUI del «Solar Orbiter» detectó pequeños puntos brillantes en el Sol, indicados por flechas blancas en este mosaico. 
Las mini bengalas ahora se denominan fogatas.
Más información.
Créditos: Orbitador Solar / Equipo EUI (ESA y NASA); 
CSL, IAS, MPS, PMOD / WRC, ROB, UCL / MSS
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Las «fogatas» que se muestran en el primer conjunto de imágenes fueron capturadas por el Extreme Ultraviolet Imager (EUI) del primer perihelio del Orbitador Solar, el punto en su órbita elíptica más cercano al Sol. En ese momento, la nave espacial estaba a solo 77 millones de kilómetros del Sol, aproximadamente la mitad de la distancia entre la Tierra y la estrella.

David Berghmans, del Observatorio Real de Bélgica (ROB), Investigador Principal del instrumento EUI, que toma imágenes de alta resolución de las capas inferiores de la atmósfera del Sol, conocida como la corona solar, dijo:

«Las fogatas son pequeños parientes de las erupciones solares que podemos observar desde la Tierra, millones o mil millones de veces más pequeñas».

«El Sol puede parecer tranquilo a primera vista, pero cuando miramos en detalle, podemos ver esas bengalas en miniatura en todos lados».

Los científicos aún no saben si las fogatas son solo pequeñas versiones de grandes bengalas, o si están impulsadas por diferentes mecanismos. 

Sin embargo, ya existen teorías de que estas bengalas en miniatura podrían estar contribuyendo a uno de los fenómenos más misteriosos del Sol, el calentamiento coronal.

Desvelando los misterios del Sol

Una imagen de alta resolución del Extreme Ultraviolet Imager (EUI) en la nave espacial Solar Orbiter de la ESA, tomada con el telescopio HRI EUV  el 30 de Mayo de 2020. El círculo en la esquina inferior izquierda indica el tamaño de la Tierra para la escala. 
La flecha apunta a una de las características ubicuas de la superficie solar, llamada ‘fogatas’ y revelada por primera vez por estas imágenes.
Créditos: Orbitador Solar / Equipo EUI (ESA y NASA); 
CSL, IAS, MPS, PMOD / WRC, ROB, UCL / MSS
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Frédéric Auchère, del Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS), Francia, co-Investigador Principal de EUI, indicó:

«Estas fogatas son totalmente insignificantes por sí mismas, pero resumiendo su efecto en todo el Sol, podrían ser la contribución dominante al calentamiento de la corona solar».

La corona solar es la capa más externa de la atmósfera del Sol que se extiende millones de kilómetros hacia el espacio exterior. Con más de un millón de grados centígrados, que es un orden de magnitud más caliente que la superficie del Sol, una temperatura ‘fresca’ de 5500 ° C. 

Después de muchas décadas de estudios, los mecanismos físicos que calientan la corona aún no se comprenden completamente. Identificarlos, se considera el ‘santo grial’ de la Física Solar.

Yannis Zouganelis, Científico Adjunto del Proyecto Solar Orbiter en la ESA, manifestó:

«Obviamente es demasiado pronto para saberlo. Conectando estas observaciones con mediciones de nuestros otros instrumentos que ‘sienten’ el viento solar, eventualmente podremos responder algunos de estos misterios».

Viendo el otro lado del Sol

Vistas complementarias del Sol y su atmósfera exterior, o corona, basadas en los instrumentos EUI, PHI, Metis y SoloHI del Orbitador Solar.
Créditos: Solar Orbiter/EUI Team; PHI Team; Metis Team; SoloHI Team /ESA & NASA.

El «Polarimetric and Helioseismic Imager» (PHI) es otro instrumento de vanguardia a bordo del Solar Orbiter. Realiza mediciones de alta resolución de las líneas de campo magnético en la superficie del Sol. Está diseñado para monitorear regiones activas en el Sol, áreas con campos magnéticos especialmente fuertes, que pueden dar lugar a erupciones solares.

Durante las erupciones solares, el Sol libera ráfagas de partículas energéticas que aumentan el viento solar que constantemente emana de la estrella al espacio circundante. Cuando estas partículas interactúan con la magnetosfera terrestre, pueden causar tormentas magnéticas que pueden interrumpir las redes de telecomunicaciones y eléctricas en el suelo.

El generador de imágenes polarimétricas y heliosísmicas (PHI) en el Orbitador Solar de la ESA mide el campo magnético cerca de la superficie del Sol y permite la investigación del interior del Sol a través de la técnica de heliosismología. 
En estas imágenes, el PHI revela la amplitud de información que puede desbloquear.

La explicación de cada una de las imágenes la encuentras aquí.
Crédito: Orbitador Solar / Equipo PHI / ESA y NASA
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Sami Solanki, Director del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga, Alemania, e Investigador Principal del PHI, señaló:

«En este momento, estamos en la parte del ciclo solar de 11 años cuando el Sol está muy tranquilo. Como el Orbitador Solar está en un ángulo diferente respecto al Sol que la Tierra, podríamos ver una región activa no observable desde la Tierra. Esa es una primicia. Nunca hemos podido medir el campo magnético en la parte posterior del Sol «.

Los magnetogramas , que muestran cómo la fuerza del campo magnético solar varía a través de la superficie del Sol, podrían compararse con las mediciones de los instrumentos in situ.

José Carlos del Toro Iniesta, Investigador Co-Principal del PHI, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, España, dijo:

«El instrumento PHI está midiendo el campo magnético en la superficie y vemos estructuras en la corona del Sol con el EUI. Pero también tratamos de inferir las líneas del campo magnético que salen al medio interplanetario, donde está el Orbitador Solar»,

Atrapando el viento solar

El Orbitador Solar lleva instrumentos de teledetección para mirar al Sol e instrumentos in situ que muestrean las propiedades del «viento solar» alrededor de la nave. El viento solar es un flujo de partículas impulsado magnéticamente desde la atmósfera exterior del Sol, la corona. Las partículas son átomos y electrones cargados eléctricamente que forman lo que los físicos llaman plasma. Combinando los datos de los instrumentos, obtendremos una imagen de cómo los eventos energéticos en el Sol impulsan cambios en el viento solar.
Más información.
Crédito: Solar Orbiter/SPICE Team; SWA Team; EUI Team/ ESA & NASA.

Los cuatro instrumentos in situ en el Orbitador Solar caracterizan las líneas de campo magnético y el viento solar a medida que pasa la nave espacial.

Christopher Owen, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la University College London es el Investigador Principal del Analizador de Viento Solar in situ.

“Usando esta información, podemos estimar en qué región del Sol se emitió esa parte particular del viento solar. Luego empleando el conjunto completo de instrumentos de la misión podremos revelar los procesos físicos en las diferentes regiones del Sol que le dan origen».

«Todos estamos muy entusiasmados con estas primeras imágenes, pero esto es solo el comienzo«, agrega Daniel. “El Orbitador Solar ha comenzado un gran recorrido por el Sistema Solar Interior, y se acercará mucho más al Sol en menos de dos años. En última instancia, se acercará a 42 millones de km, que es casi una cuarta parte de la distancia del Sol a la Tierra «.

Holly Gilbert, es la Directora de la División de Ciencia de Heliofísica en el Centro Goddard y Científica del Proyecto Solar Orbiter en la NASA. Ella comentó:

«Los primeros datos ya demuestran el poder detrás de una colaboración exitosa entre las agencias espaciales. La gran utilidad de un conjunto diverso de imágenes para desentrañar algunos de los misterios del Sol»,

El Orbitador Solar lleva un conjunto de diez instrumentos. Trabajando juntos proporcionarán una imagen coherente de la actividad solar y cómo se propaga en el Sistema Solar más amplio, como el viento solar.
Para estudiar estos fenómenos, los instrumentos se agrupan en dos familias: los instrumentos in situ y los instrumentos de teledetección. Este gráfico resume las primeras imágenes y datos recopilados por todos los instrumentos a medida que la misión completaba su fase de puesta en servicio. Más información
Crédito: Solar Orbiter / ESA & NASA
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El Orbitador Solar es una misión espacial de colaboración internacional entre la ESA y la NASA. 

Diecinueve Estados miembros de la ESA junto a la NASA, contribuyeron a la carga útil de ciencia y / o la nave espacial. El satélite fue construido por el contratista principal «Airbus Defence and Space» en el Reino Unido.

La galería de fotos con las primeras imágenes del Orbitador Solar junto a una explicación de las mismas, está disponible aquí .

Fuente: European Space Agency, ESA, Science & Exploration.

Artículo original: «Solar Orbiter’s first images reveal «campfires» on the Sun«. July 16, 2020.

Material relacionado:

La noticia presentada por la NASA:

Toda la información sobre la misión del Orbitador Solar de la ESA, la encuentras en:

Para una presentación en detalle de la misión “Solar Orbiter” ver:

Una visión general de las misiones en curso: La NASA observa el Sol y estudia sus procesos con misiones tales como:

En 2018, la NASA lanzó otro observador solar : 

El 10 de Febrero de 2020, la NASA en colaboración con  la Agencia Espacial Europea lanzaron el:

El sitio de la Sonda Parker:

Una presentación en detalle  de la Misión, junto a la misión complementaria “Solar Orbiter” de la ESA se encuentra en:

El Programa «Living with a Star (LWS):

La sonda Parker y el Solar Orbiter son parte del programa “Living with a Star” (LWS) que desarrolla   misiones para mejorar nuestra comprensión de cómo y por qué varía el Sol, cómo responden la Tierra y el Sistema Solar y cómo la variabilidad y la respuesta afectan a la humanidad en el Espacio y en la Tierra. El sitio de LWS contiene toda la información al respecto:

Los Cazadores del Sol. Agrandar imagen.
Las misiones «NASA Solar Probe» y la «Solar Orbiter» de la ESA, sobrevolarán el Sol para tratar de descifrar dos viejos misterios que esconde:
¿Porqué la Corona solar es tan caliente? y ¿Qué es lo que potencia al viento solar?
Crédito del Gráfico: C. Bickel / Science.

Un excelente artículo, que recorre, desde la hisotria de la misión Parker Solar Probe, hasta una discusión de las actuales teorías acerca del calentamiento coronal y por otro, las teorías que tratan de explicar el origen del Viento Solar y su no decaimiento con la distancia al Sol, así como la aceleración de las partículas de alta energía emitidas por el astro es:

  • A Place in the Sun. NASA’s Parker Probe will venture closer than ever to the sun to explore its mysterious atmosphere. By Joshua Sokol

Sobre el Sol:

Sobre la Corona Solar:

Desde la Tierra la Corona se hace visible en los Eclipses Totales de Sol. El siguiente artículo que se refiere al Gran Eclipse Total del 21 de Agosto de 2017 en Norteamércia, contiene en el apartado “Material realacionado” una colección importante de recursos (artículos, sitios, libros y videos) sobre el Sol, los eclipses totales, su observación y registro, los proyectos para aficionados y en particular un apartado sobre la Corona Solar:

 Gráfico que muestra cómo las dos naves espaciales Proba-3 volarán en formación, con una bloqueando la luz del Sol para crear un eclipse y poder estudiar la Corona.
Crédito: ESA.

Una misión espacial  en desarrollo, compuesta de dos satélites, apuntando a su lanzamiento en el 2020, que entre otros objetivos, pretende observar la Corona durante 6 horas mediante la producción de un eclipse artificial, es descrita en el artículo:

Videos:

Documentales:

Videos de Conferencias y Charlas Públicas sobre la misiones y el Sol:

Reproducción de la rueda de prensa en línea celebrada el 16 de julio de 2020, mientras los científicos discuten las primeras imágenes del Solar Orbiter de la ESA: ¡no se han tomado otras imágenes del Sol desde una distancia tan cercana!:

Sobre la Misión Parker Solar Probe:

Sobre el Sol, su funcionamiento, variabilidad y su influencia.

Lucie Green da una charla esclarecedora, que te llevará desde centro del Sol a su superficie y a la Tierra, para descubrir cómo funciona el Sol, cómo una tormenta solar puede amenazar la tecnología moderna de la que depende la sociedad y más de la última investigación en física solar:

Las estrellas en el cielo nocturno siempre han sido  fuente de intriga y asombro. Con nuestra propia estrella en el centro de nuestro Sistema Solar, el Sol nos ofrece una oportunidad única de estudiar su interior:

En esta Conferencia  el Investigador Científico Senior Tom Woods, discute algunas de las mediciones que hemos hecho de la variabilidad del Sol durante las fulguraciones, en todas las longitudes de onda.

El Dr. Greg Kopp analiza las influencias solares en el clima de la Tierra y cómo las mediciones basadas en el espacio están mejorando el registro de datos solares y nuestra comprensión de la sensibilidad climática al Sol:

Sobre el escudo de protección térmica del Solar Orbiter de la ESA:

La nave espacial Solar Orbiter de la ESA se aventurará a solo 42 millones de kilómetros del Sol, lo más cerca que sea posible de llegar.

Podrá obtener imágenes de nuestra ardiente estrella madre sin que sus instrumentos se derritan. 

Sus cámaras mirarán a través de un escudo avanzado diseñado para disipar el calor mientras mantienen el resto de la nave espacial dentro de un cono protector de sombra. Este escudo térmico tardó años en perfeccionarse:

Curiosidades:

El equipo de Enbio empuña un soplete para demostrar la absorción de calor de la lámina de titanio tratada con Solar Black CoBlast. 
Un recubrimiento similar formará la capa más externa del escudo térmico protector para la misión Solar Orbiter 2017 de la ESA.
Más información.
Crédito imagen: Nick Bradshaw / Enbio / NovaUCD / University College Dublin.

Un pigmento encontrado en las cavernas y una tecnología de implantes médicos, suministran la solución para el material de recubrimiento del escudo térmico del Orbitador Solar.

El carbón de ‘hueso quemado’ es ampliamente utilizado en la vida cotidiana. Su robustez se demuestra por la resistencia de las pinturas rupestres prehistóricas durante miles de años: hueso quemado, junto con carbón de madera, que sirve como un pigmento negro temprano. El polvo negro dopante Solar utilizado en el proceso Co-Blast para recubrir metales reactivos con características de superficie especialmente diseñadas, se utiliza para el escudo térmico del Solar Orbiter. El tamaño de partícula es entre tres y 24 micrómetros (un micrómetro es una millonésima parte de un milímetro).
Crédito: EnBio.

Solar Orbiter, lleva una cartera de instrumentos para realizar imágenes de alta resolución de nuestra estrella madre desde tan solo 42 millones de kilómetros. Eso es un poco más de un cuarto de la distancia a la Tierra.

Operando en vista directa del Sol, la misión debe soportar 13 veces la intensidad de la luz solar terrestre y temperaturas que alcanzan los 520 ° C.

El cuerpo principal de la nave espacial se cubre detrás de un escudo térmico de múltiples capas de 3,1 m por 2,4 m.

Y los instrumentos de Solar Orbiter operan en el extremo más alejado de las líneas de ‘alimentación’ que atraviesan el escudo, algunas bajo cubiertas protectoras de berilio o vidrio.

Para continuar absorbiendo la luz solar, luego convertirla en infrarrojo para irradiarla nuevamente al espacio, el material de superficie debe mantener constantes las propiedades termo ópticas. Es decir mantener el mismo color a pesar de años de exposición a la radiación ultravioleta extrema.

Al mismo tiempo, el escudo no puede desprender material o expulsar vapor, debido al riesgo de contaminar los instrumentos altamente sensibles del Solar Orbiter.

Y tiene que evitar cualquier acumulación de carga estática del viento solar, porque eso podría amenazar una descarga disruptiva o incluso destructiva.

La ingeniosa solución vino prestada de otros campos de la tecnología, según lo presenta el artículo siguiente:

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