Desentrañando el complicado problema de la actividad del Sol

Simulación de líneas de campo magnético retorcidas que emergen a través de la fotosfera, la superficie visible del Sol. 
Crédito: MacTaggart et al.
Tipo de licencia: Atribución (CC BY 4.0)

Un nuevo enfoque para analizar el desarrollo de enredos magnéticos en el Sol ha dado lugar a un gran avance en un debate de larga data. Este último consiste en cómo se inyecta la energía solar en la atmósfera solar antes de ser liberada al espacio, provocando fenómenos meteorológicos espaciales. Tenemos la primera evidencia directa de que las líneas de campo se anudan antes de emerger en la superficie visible del Sol. Esto tiene implicaciones para nuestra capacidad de predecir el comportamiento de las regiones activas y la naturaleza del interior solar. El Dr. Christopher Prior, del Departamento de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Durham, presentará el trabajo en la Reunión Nacional de Astronomía virtual (NAM 2021).

Dos teorías compiten para explicar los enredos magnéticos

En general, los investigadores están de acuerdo en que la actividad solar es causada por inestabilidades en giros gigantes de cuerdas magnéticas. Estas enhebran la superficie visible del Sol, conocida como fotosfera. Sin embargo, ha habido un debate en curso sobre cómo se forman estos enredos. Hay dos teorías dominantes. Una ha sugerido que las espirales de líneas de campo emergen a través de la fotosfera desde la zona de convección de abajo. La otra, sugiere que los pies de las líneas de campo arqueadas se envuelven entre sí en la propia superficie y crean trenzas. En teoría, ambos mecanismos podrían producir efectos como la rotación de las manchas solares y llamaradas solares dramáticas. Sin embargo hasta la fecha, ninguna evidencia observacional directa ha respaldado de manera concluyente ninguno de los escenarios.

Un nuevo enfoque para delucidarlo

Prior y sus colegas de la Universidad de Glasgow y el INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania en Italia hicieron un nuevo planteo. Propusieron una nueva medida directa del entrelazamiento del campo magnético. Se hace mediante el seguimiento de la rotación de las líneas de campo en los puntos donde se cruzan con la fotosfera. Este «devanado magnético» debería manifestarse de diferentes formas para cada una de las dos teorías. Aplicar el devanado magnético a las observaciones de la fotosfera y examinar los patrones resultantes podría permitir llegar a una respuesta sobre qué teoría es correcta.

La imagen de la izquierda muestra una serie de bucles magnéticos en el Sol, capturados por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. La imagen de la derecha se ha procesado para resaltar los bordes de cada bucle y hacer que la estructura sea más clara. 
Crédito:
Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / SDO.

Tipo de licencia: Atribución (CC BY 4.0).

Recurriendo a las observaciones de las regiones activas para dar un veredicto

Los investigadores estudiaron el devanado magnético de 10 regiones activas del Sol en observaciones realizadas por misiones solares. En todos los casos, los resultados coincidieron con la teoría de la emergencia de líneas de campo magnético pretorcidas elevándose desde la zona de convección.

Prior explica: «El patrón de las líneas de campo pretorcidas coincidía exactamente con los datos de observación que consideramos inicialmente. Desde entonces se ha descubierto que esto es cierto para todos los conjuntos de datos de regiones activas que hemos analizado hasta ahora. Anticipamos que el devanado magnético se convertirá en una cantidad esencial en la interpretación de la estructura del campo magnético a partir de datos de observación».

Fuente: Royal Astronomical Society, (RAS).

Artículo original: «Unravelling the knotty problem of the Sun’s activity«.

Más información

El trabajo aparece en: 

  • «Direct evidence: twisted flux tube emergence creates solar active regions», D. MacTaggart, C. Prior, B. Raphaldini, P. Romano & S. Guglielmino (2021) (arXiv preprint)
  • «Magnetic winding: what is it and what is it good for?», C. Prior & D. MacTaggart, Proc. R. Soc. A., 476 (2242) (2020) (DOI: 10.1098/rspa.2020.0483)

Nota

Sobre el Encuentro Nacional de Astronomía

La Reunión Nacional de Astronomía de la Royal Astronomical Society (NAM 2021) se llevará a cabo en línea del 19 al 23 de julio de 2021. La conferencia, que reúne a unos 800 astrónomos y científicos espaciales, es el mayor evento anual de astronomía y ciencia espacial profesional en el Reino Unido. Reune líder investigadores líderes de todo el mundo presentando sus últimos trabajos.

NAM 2021 incorpora las reuniones anuales de los grupos Magnetosfera Ionosfera Solar-Terrestre (MIST) y Física Solar del Reino Unido (UKSP). La conferencia está patrocinada principalmente por la Real Sociedad Astronómica (RAS), el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología ( STFC ) y la Universidad de Bath .

Sigue a NAM 2021 en Twitter.

Material relacionado

Elevados arcos magnéticos vistos por el SDO de la NASA

Arcos de líneas de campo magnético se elevaban sobre el borde del Sol cuando un par de regiones activas comenzaron a girar a la vista. Este video fue capturado por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA el 5 y 6 de Abril de 2016. Las regiones activas son áreas de campo magnético muy concentrado. Las partículas cargadas que giran en espiral a lo largo de estos campos magnéticos emiten una luz ultravioleta extrema. Esta luz normalmente no es visible para nuestros ojos, pero que aquí está coloreada en oro. La luz emitida por las partículas ayuda a trazar las líneas del campo magnético, que de otra manera serían invisibles. Los científicos usan imágenes como esta para observar cómo los campos magnéticos se mueven alrededor del Sol. También, para aprender más sobre las causas de las regiones activas. Crédito: NASA / SDO.

SDO de la NASA ve conexiones enredadas

Estas imágenes del Observatorio Dinámico Solar de la NASA, o SDO, muestran regiones magnéticamente activas en el Sol del 8 al 9 de enero de 2016. Cuando tales regiones están muy juntas, las líneas del campo magnético crean una maraña de arcos que serpentean a través de la atmósfera solar. Esas líneas son visibles en esta película porque las partículas cargadas giran a lo largo de ellas, emitiendo luz ultravioleta extrema observable por SDO. Mira la película para ver cómo las líneas del campo magnético se conectan, separan y reconectan constantemente entre las diversas regiones activas. Esta es una ilustración sólida de cómo nuestro Sol dinámico está en constante movimiento. Este video fue capturado en longitudes de onda ultravioleta extremas de 171 angstroms. Aunque típicamente invisibles a nuestros ojos, las imágenes ultravioleta extremas están coloreadas aquí en oro. Crédito: NASA / SDO.

El cohete de sondeo CLASP2 aclara el campo magnético solar hasta la base de la corona

La medición de la intensidad del campo magnético a cuatro alturas diferentes mediante el uso de datos de CLASP2 y Hinode permitió mapear la extensión de las líneas del campo magnético en la cromosfera plage (Crédito: NAOJ).

Por primera vez, un equipo de investigación internacional ha revelado la estructura magnética desde la superficie solar hasta la base de la corona. Para ello, combinaron observaciones del experimento del cohete de sondeo CLASP2, con las del satélite Hinode. 

Curiosidades

Orbitador Solar revela «fogatas» solares

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
.

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.

Marcar el enlace permanente.

Comentarios cerrados.