Captura de regiones activas solares en el acto

Esta imagen tomada en el ultravioleta extremo de 17,1 nm del Sol, muestra regiones activas brillantes, los sitios de fulguraciones solares y la producción de eyección de masa coronal (CME). 
Crédito:
NASA / STEREO
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Las ubicaciones de origen de las principales erupciones y CMEs en regiones activas emergentes

Los fenómenos meteorológicos espaciales extremos, como las erupciones solares, a menudo surgen de regiones solares activas donde las líneas de campo magnético de polaridad opuesta se encuentran muy juntas. Este mapa del campo magnético del Sol muestra líneas de campo dirigidas fuera de la superficie del Sol en blanco y aquellas dirigidas hacia adentro en negro. 
Crédito: Observatorio de dinámica solar, NASA

Resumen

Un equipo dirigido por Lijuan Liu (Universidad Sun Yat-sen, Universidad de Ciencia y Tecnología de China y Centro de Excelencia en Planetología Comparada, China) monitoreó 19 regiones activas en el Sol desde su formación hasta el momento en que produjeron una llamarada solar (fulguración) o un estallido explosivo de plasma solar magnetizado llamado eyección de masa coronal. Este estudio permitió al equipo identificar y caracterizar las líneas de inversión de polaridad, áreas donde cambia la dirección del campo magnético solar, de las cuales surgieron las erupciones y las eyecciones de masa coronal.

Por qué es interesante:

Un enfoque destacado de la física solar es comprender cómo se forman los fenómenos meteorológicos espaciales extremos, como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal. Cuando se dirigen hacia la Tierra, estos eventos explosivos pueden causar tormentas geomagnéticas: perturbaciones generalizadas del campo magnético protector de la Tierra que pueden resultar en auroras, daños a las redes eléctricas y a la electrónica de las naves espaciales y apagones de comunicaciones por radio. Parte de la estrategia de mitigación para el mal clima espacial es poder predecir cuándo ocurrirá, pero aún no está claro por qué algunas regiones activas, lugares donde los campos magnéticos burbujean a través de la superficie del Sol, producen llamaradas o eyecciones de masa coronal y otras no lo hacen.

¿Cuál es el estado de estas regiones activas?

Liu y sus colaboradores encuentran que la complejidad del campo magnético en la región activa juega un papel clave en si estallará o no; ninguna de las 19 regiones activas estudiadas consistía en un solo bipolo – una región con áreas de polaridad magnética opuesta – sino que estaban compuestas por múltiples bipolos colisionando. Los bipolos en colisión podrían ser la prueba irrefutable de los fenómenos meteorológicos espaciales extremos: cuanto más grave es la colisión, más grave es el evento resultante. En última instancia, Liu y sus colaboradores sugieren que las características de estas regiones en colisión en la superficie del Sol podrían usarse para pronosticar el clima espacial.

El paper

Lijuan Liu et al 2021 ApJ 909 142. doi: 10.3847 / 1538-4357 / abde37

Fuente: AAS NOVA

Artículo original:Selections from 2021: Catching Solar Active Regions in the Act‘. Kerry Hensley. December 30, 2021.

Material relacionado

El Orbitador Solar observa de Cerca los campos magnéticos en la superficie del Sol

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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El «Polarimetric and Helioseismic Imager» (PHI) es un 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.

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

Lo anterior es un extracto del artículo siguiente, que pone de relieve un descubrimiento interesante en la base de la corono solar realizado por el Orbitador Solar, que además da una visión de cómo los diferentes instrumentos de dicha nave permiten estudiar el campo magnético solar desde la superficie del Sol hasta el espacio interplanetario y trazar su relación con el viento solar:

Siguiendo una Eyección de Masa Coronal (CME)

‘El Orbitador Solar midió el viento solar durante gran parte de su tiempo en el espacio, registrando una serie de eyecciones de partículas del Sol. Luego, el 19 de Abril (2020), una eyección de masa coronal particularmente interesante barrió al Orbitador Solar.

Una eyección de masa coronal, o CME(Coronal Mass Ejection), es un gran evento meteorológico espacial. En una CME se pueden expulsar miles de millones de toneladas de partículas de la atmósfera exterior del Sol. Durante esta CME en particular, el Orbitador Solar recorrió aproximadamente el veinte por ciento del camino desde la Tierra hasta el Sol. Dicha CME salió del Sol el 14 de Abril (2020).

Detecciones multipunto de una eyección de masa coronal. Unos meses después del su lanzamiento en Febrero, el Orbitador Solar midió los efectos de una eyección de masa coronal (CME) que provenía del Sol. Medidas de otras naves espaciales de la ESA y la NASA permitieron trazar la evolución de la CME durante su travesía Sol – Tierra, de cinco días. Más información. Crédito: ESA.

Observando con varias naves espaciales

Solar Orbiter no fue la única nave espacial que observó este evento. La misión ‘BepiColombo Mercury’ de la ESA estaba volando cerca de la Tierra en ese momento. También había una nave espacial solar de la NASA llamada STEREO situada a unos noventa grados de la línea directa Sol-Tierra. STEREO miraba directamente a través del área del espacio por la que viajaba la CME. Observó el impacto de la CME sobre el Orbitador Solar y luego contra BepiColombo y la Tierra. Combinando las mediciones de todas las naves, los investigadores pudieron estudiar la forma en que evolucionó la CME a medida que viajaba por el espacio.

Esto se conoce como ciencia multipunto. Hay una cantidad de naves espaciales ahora en el Sistema Solar Interior. Entonces la ciencia multipunto se convertirá en una herramienta cada vez más poderosa en nuestra búsqueda para comprender el viento solar y el clima espacial.

“Podemos mirarla de forma remota, podemos medirla in situ y podemos ver cómo cambia una CME a medida que viaja hacia la Tierra”, dice Tim.

Quizás tan intrigantes como las naves espaciales que vieron el evento, fueron las que no lo hicieron. La nave espacial SOHO de la ESA-NASA, situada frente a la Tierra observando constantemente al Sol en busca de CME como esta, apenas la registró. Esto coloca al evento del 19 de Abril en una clase rara de eventos climáticos espaciales, denominados CME sigilosas. Estudiar estos eventos más esquivos nos ayudará a comprender el clima espacial de manera más completa.

El anterior es un extracto de la publicación a continuación, de la misión ‘Orbitador Solar’, que está haciendo las primeras conexiones directas entre los eventos en la superficie solar y el espacio interplanetario alrededor de la nave espacial:

Un mapa magnético del Sol silencioso

El mapa del campo magnético del Sol tranquilo. Las regiones de color azul oscuro se superponen con los gránulos y tienen campos débiles, mientras que sus límites (rojo) tienen campos magnéticos más fuertes. 
Figura 5 en el paper.

El ciclo solar ve a nuestro Sol alternar entre fases de tempestad y tranquilidad impulsadas por su campo magnético aproximadamente cada 11 años. Ha sido difícil medir la fuerza magnética cuando el Sol se queda en silencio – hasta ahora.

El magnetismo del Sol tiene la clave para resolver un misterio bien conocido: ¿qué hace que la temperatura de su atmósfera más externa, o la corona, sea varios cientos de veces más caliente que su superficie? Cuando el Sol no está en silencio, podemos observar y medir las fuerzas magnéticas en funcionamiento que producen manchas solares, llamaradas solares gigantes y eyecciones de masa coronal, procesos ardientes que pueden inyectar calor en la corona.

En los últimos años, el Sol ha estado en el tranquilo final de su ciclo, mostrando poca o ninguna actividad en la superficie. Sin embargo, la corona solar permanece calentada a más de un millón de grados incluso cuando el Sol está en silencio. Sin los signos reveladores de períodos de alta actividad solar, medir el magnetismo de la superficie que puede estar impulsando este calentamiento es extremadamente difícil.

En un nuevo estudio publicado en Astrophysical Journal, los astrónomos han logrado esto utilizando técnicas especiales para analizar la luz solar.

Explorando las erupciones del Sol

Las erupciones solares, como la capturada en esta foto, pueden estar confinadas a la superficie del Sol o estallar en el espacio. Pero, ¿qué determina qué sucede? 
Crédito: NASA / SDO.

La actividad solar a veces permanece atrapada cerca de la superficie del Sol, pero a veces se libera en enormes eyecciones de plasma caliente. ¿Qué determina si una erupción solar permanece confinada o es seguida por una erupción catastrófica? Un nuevo estudio revela pistas:

Desentrañando el complicado problema de la actividad del Sol.

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).

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.

Curiosidades

Manchas Estelares y Super Fulguraciones

Los tránsitos planetarios, como el tránsito de Venus que se muestra aquí, se pueden utilizar para estudiar manchas estelares en estrellas distantes. 
 Crédito: 
NASA / Observatorio de Dinámica Solar.

Las estrellas de toda la galaxia expulsan llamaradas estelares (fulguraciones) ultra poderosas, pero nosotros disfrutamos de un clima solar relativamente templado. Estudiar cuándo y dónde surgen las erupciones estelares puede proporcionar la clave para determinar si el Sol está inusualmente tranquilo en comparación con otras estrellas como esta, o si habrá erupciones solares extremas en nuestro futuro.

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