Hay algo realmente extraño está ocurriendo en la atmósfera del Sol, y los científicos que monitorean su actividad acaban de descubrir una importante pista.

En realidad, hay muchas cosas raras en el Sol, pero una innovadora sonda espacial acaba de darnos la pista que podríamos necesitar para resolver una de ellas. Las nuevas observaciones del Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) sugieren que la reconexión constante de diminutas líneas de campo magnético puede ser, al menos en parte, la razón por la que algunas partes del Sol son mucho más calientes que otras.

Quizá usted piense:

“Es una estrella. Por supuesto que está caliente”.

El problema es que la superficie del Sol está a unos 5.500 grados Celsius (9.932 Fahrenheit), una temperatura normal para una estrella similar al Sol. Pero el material de su atmósfera se calienta cada vez más a medida que se aleja de la superficie, alcanzando un máximo de 2 millones de grados Celsius en la parte superior, conocida como corona.

Esta inversión de temperatura en la corona se conoce desde la década de 1940 y se considera una característica común de las estrellas. Sin embargo, los científicos no han podido determinar el motivo.

Una pista ha sido descubierta

Uno de los principales candidatos para explicar este fenómeno es la reconexión magnética constante a pequeña escala.

El Sol visto en el perihelio de Solar Orbiter el 26 de marzo de 2022. Crédito de imagen: ESA & NASA / Solar Orbiter / EUI team

Al menos a gran escala, la reconexión magnética es un comportamiento solar bien documentado. La mayoría de las estrellas son bolas turbulentas de plasma increíblemente caliente, un fluido formado por partículas cargadas que interactúa fuertemente con las fuerzas electromagnéticas. Eso significa que objetos como nuestro Sol están erizados de campos magnéticos extremadamente complicados y desordenados.

Más allá de la capa más interna de la atmósfera del Sol, conocida como fotósfera, estas líneas de campo magnético pueden enredarse, estirarse, romperse y volver a conectarse. Esto produce un enorme estallido de energía, el motor que impulsa las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal que lanzan partículas a través del Sistema Solar.

A menor escala, los científicos creían que estos fenómenos de reconexión inyectarían energía en la corona, proporcionándole así una fuente de calentamiento. Pero el Sol es muy caliente y brillante, lo que dificulta su observación; simplemente no teníamos suficiente resolución para ver las pequeñas escalas en las que se produciría este proceso.

El trabajo de Solar Orbiter

Aquí es donde Solar Orbiter entra en escena. La sonda solar de la ESA se lanzó en febrero de 2020 y ha estado acercándose a nuestra estrella doméstica, acercándose peligrosamente en una serie de encuentros en bucle para estudiar su actividad con un detalle espectacular.

Cuando la nave se acercó por primera vez, vio algo asombroso. El 3 de marzo de 2022, imágenes de altísima resolución en longitudes de onda ultravioletas extremas revelaron que se estaba produciendo una reconexión magnética a una escala absolutamente diminuta (para el Sol): sólo 390 kilómetros de diámetro.

Es realmente increíble. Los científicos fueron capaces de resolver y estudiar un fenómeno un poco más pequeño que la longitud del Gran Cañón en la superficie del Sol.

En el transcurso de una hora, la nave espacial registró un punto conocido como punto nulo, en el que la intensidad del campo magnético desciende hasta cero. Este es el punto de reconexión magnética. Durante este lapso de tiempo, la temperatura del punto nulo se mantuvo en torno a los 10 millones de grados Celsius. El punto nulo también produjo un flujo de salida continuo que se alejaba a velocidades de unos 80 kilómetros por segundo, visible como “manchas” de plasma.

Esto es lo que se conoce como reconexión “suave”, pero el punto nulo también mostró una fase de reconexión más violenta. Esta reconexión explosiva sólo duró unos cuatro minutos, pero demostró que los dos tipos de reconexión se producen simultáneamente y a escalas más pequeñas de lo que hasta ahora habíamos sido capaces de resolver.

Estos dos tipos de reconexión transferirían masa y energía a la corona situada sobre ellos, proporcionando una fuente de calor que podría explicar, al menos en parte, la inversión de temperatura mal comprendida.

Los hallazgos también sugieren que la reconexión podría estar produciéndose incluso a escalas demasiado pequeñas para que Solar Orbiter pueda resolverlas, al menos en esa aproximación cercana. Los próximos, así como el que acaba de tener lugar el 10 de abril, se acercarán aún más, lo que puede dar lugar a observaciones de resolución aún más alta.

Mientras tanto, disponemos de la primera prueba observacional de que se está produciendo una reconexión magnética constante y a pequeña escala en la superficie del Sol, lo que valida una hipótesis sostenida desde hace tiempo y nos acerca un paso más a la solución de cómo se calienta la corona.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Nature Communications.

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