Un equipo de físicos ha descubierto energía previamente no detectada en los bucles coronales del Sol, que explica por qué la atmósfera solar está más caliente que la superficie de la estrella.

La corona del Sol, invisible para el ojo humano, excepto cuando aparece brevemente como un halo de plasma ardiente durante un eclipse solar, sigue siendo un rompecabezas incluso para los científicos que lo estudian de cerca.

Ubicada a 2.000 kilómetros de la superficie de la estrella, es más de cien veces más caliente que las capas más bajas mucho más cerca del reactor de fusión en el núcleo del Sol.

Un equipo de físicos, dirigido por Gregory Fleishman, de Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, adescubrió recientemente un fenómeno que puede comenzar a desenredar lo que llaman «uno de los mayores desafíos para el modelado solar»: determinar los mecanismos físicos que calientan la atmósfera superior a dos o tres millones de grados Celsius.

Sus descubrimientos, que explican la energía térmica no detectada previamente en la corona, se publicaron recientemente en el Astrophysical Journal.

«Sabíamos que algo realmente intrigante sucede en la interfaz entre la fotosfera, la superficie del Sol, y la corona, dadas las notables disparidades en la composición química entre las dos capas y el fuerte aumento de las temperaturas plasmáticas en esta unión», señala Fleishman.

Con una serie de observaciones del Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA, el equipo ha revelado regiones en la corona con niveles elevados de iones de metales pesados contenidos en tubos de flujo magnético – concentraciones de campos magnéticos – que llevan una corriente eléctrica . Sus vívidas imágenes, capturadas en la banda extrema (onda corta) ultravioleta (EUV), revelan desproporcionadamente grandes -por un factor de cinco o más- concentraciones de metales con carga múltiple en comparación con iones de hidrógeno de un solo electrón, que existen en el fotosfera.

Los iones de hierro residen en lo que el equipo llama «trampas de iones» ubicadas en la base de bucles coronales, arcos de plasma electrificado dirigidos por líneas de campo magnético. La existencia de estas trampas, dicen, implica que hay bucles coronales altamente energéticos, agotados de iones de hierro, que hasta ahora han eludido la detección en el rango EUV. Solo los iones metálicos, con sus electrones fluctuantes, producen emisiones que los hacen visibles.

«Estas observaciones sugieren que la corona puede contener incluso más energía térmica que la que se observa directamente en el rango EUV y que aún no hemos contabilizado», dice en un comunicado. «Esta energía es visible en otras longitudes de onda, sin embargo, y esperamos combinar nuestros datos con científicos que lo ven a través de microondas y rayos X, como los científicos de la matriz solar expandida Owens Valley de NJIT, por ejemplo, para aclarar desajustes en la energía que hemos podido cuantificar hasta ahora «.

Hay varias teorías, ninguna aún concluyente, que explican el calor abrasador de la corona: líneas de energía magnética que se reconectan en la atmósfera superior y liberan energía explosiva y ondas de energía descargadas en la corona, donde se convierten en energía térmica, entre otros.

«Antes de que podamos abordar cómo se genera energía en la corona, primero debemos mapear y cuantificar su estructura térmica», señala Fleishman.

«Lo que sabemos de la temperatura de la corona proviene de medir las emisiones de EUV producidas por iones pesados en varios estados de ionización, que depende de sus concentraciones, así como de la temperatura y densidad del plasma», agrega. «La distribución no uniforme de estos iones en el espacio y el tiempo parece afectar la temperatura de la corona».

Los iones metálicos entran a la corona cuando las erupciones solares de diferentes tamaños destruyen las trampas y se evaporan en bucles de flujo en la atmósfera superior.

Las emisiones de energía en erupciones solares y formas asociadas de erupciones ocurren cuando las líneas de campo magnético, con sus poderosas corrientes eléctricas subyacentes, se retuercen más allá de un punto crítico que se puede medir por el número de vueltas en el giro. La mayor de estas erupciones causa lo que se conoce como clima espacial: la radiación, partículas energéticas y emisiones del campo magnético del Sol lo suficientemente potentes como para causar efectos severos en el entorno cercano de la Tierra, como la interrupción de las comunicaciones, líneas eléctricas y sistemas de navegación.

Solo gracias a los recientes avances en las capacidades de imagen, los científicos solares ahora pueden tomar medidas rutinarias de vectores de campo magnético fotosférico para calcular el componente vertical de las corrientes eléctricas y, simultáneamente, cuantificar las emisiones de EUV producidas por iones pesados.

Fuente: europapress.es