El misterio del latigazo magnético solar
Gracias a los datos obtenidos en su paso más cercano al Sol, la
nave espacial Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA ha
encontrado pistas convincentes sobre el origen de los switchback o ‘latigazos’
magnéticos y apunta a cómo su mecanismo de formación podría contribuir a
acelerar el viento solar.
Esta sonda ha realizado la primera teledetección o detección
remota consistente con uno de estos swithbacks solares, es decir, grandes y
repentinas desviaciones del campo magnético del viento solar que hacen que se
doble sobre sí mismo.
La nueva observación proporciona una visión completa de la
estructura, confirmando que tiene forma de S, como se había predicho. Además,
la información obtenida indica que estos campos magnéticos que cambian
rápidamente pueden tener su origen cerca de la superficie del Sol.
Aunque varias naves espaciales han volado antes por las regiones
donde se observan, los datos in situ solo permiten una medición en un único
punto y momento. En consecuencia, la estructura y la forma del cambio de
dirección tienen que inferirse a partir de las propiedades del plasma y del
campo magnético medidas en ese punto.
Cuando las naves espaciales germano-estadounidenses Helios 1 y 2
volaron cerca del Sol a mediados de la década de 1970, ambas registraron
inversiones repentinas del campo magnético del Sol. Estas misteriosas
inversiones eran siempre bruscas y temporales, y duraban desde unos segundos
hasta varias horas antes de que el campo magnético volviera a su dirección
original.
A finales de los años 90, la nave espacial Ulysses estudió también
estas estructuras magnéticas a distancias mucho mayores de nuestra estrella. En
lugar de un tercio del radio orbital de la Tierra desde el Sol, donde las
misiones Helios hicieron su paso más cercano, Ulysses operó principalmente más
allá de la órbita de la Tierra.
Su número aumentó drásticamente con la llegada de la sonda Solar
Parker de la NASA en 2018. Esto indicó claramente que estos repentinos
'latigazos' del campo magnético son más numerosos cerca del Sol, y llevó a
sugerir que eran causadas por torceduras en forma de S en el campo magnético.
Este desconcertante comportamiento hizo que el fenómeno recibiera el nombre de
switchbacks (curvas en zigzag en inglés, como las de una carretera en un puerto
de montaña). Se propusieron varias ideas sobre cómo se podrían formar.
El 25 de marzo de 2022, la sonda Solar Orbiter estaba a un día de
pasar cerca del Sol (lo situaba en la órbita del planeta Mercurio) y su
instrumento Metis estaba tomando datos. Este dispositivo bloquea el resplandor
de la luz de la superficie del Sol y toma imágenes de la atmósfera exterior del
Sol, conocida como corona. Las partículas de esta zona están cargadas
eléctricamente y siguen las líneas del campo magnético del Sol hacia el
espacio. Las partículas cargadas eléctricamente se denominan plasma.
Aquel día Metis registró una imagen de la corona solar que
mostraba un pliegue distorsionado en forma de S en el plasma coronal. Para
Daniele Telloni, del Instituto Nacional de Astrofísica - Observatorio
Astrofísico de Turín (Italia), se parecía sospechosamente a una switchback
solar.
Suma de los instrumentos Metis y EUI
Comparando la imagen de Metis, que había sido tomada en luz
visible, con una imagen simultánea tomada por el instrumento Extreme
Ultraviolet Imager (EUI) de Solar Orbiter, vio que el cambio de dirección
candidato tenía lugar sobre una región activa catalogada como AR 12972.
Las regiones activas están asociadas a las manchas solares y a la
actividad magnética. Un análisis más detallado de los datos de Metis mostró que
la velocidad del plasma por encima de esta región era muy lenta, como cabría
esperar de una región activa que todavía tiene que liberar su energía
almacenada.
Daniele pensó al instante que esto se asemejaba a un mecanismo
generador de los retrocesos propuesto por el profesor Gary Zank, de la
Universidad de Alabama en Huntsville (EE UU). Su teoría analizaba la forma en
que las diferentes regiones magnéticas cercanas a la superficie del Sol
interactúan entre sí.
Cerca del Sol, y especialmente por encima de las regiones activas,
hay líneas de campo magnético abiertas y cerradas. Las líneas cerradas son
bucles de magnetismo que se arquean hacia la atmósfera solar antes de curvarse
y desaparecer de nuevo en el Sol. Por encima de estas hay muy poco plasma que
pueda escapar al espacio, por lo que la velocidad del viento solar tiende a ser
lenta en este punto.
Las líneas de campo abiertas son lo contrario, emanan del Sol y
conectan con el campo magnético interplanetario del sistema solar. Son
autopistas magnéticas por las que el plasma puede fluir libremente, y dan lugar
al rápido viento solar.
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