Pocos lugares en el sistema solar se calientan más que la superficie del sol. Pero contrariamente a las expectativas, los tenues zarcillos de plasma en la capa más externa de su atmósfera, conocida como el coronason mucho más abrasadores que su superficie.
“Es muy confuso por qué la corona solar está más lejos del núcleo del sol, pero es mucho más caliente”, dice el investigador de ciencias espaciales de la Universidad de California, Berkeley. jia huang.
La superficie solar permanece alrededor de los 10.000 grados Fahrenheit, mientras que la delgada corona puede alcanzar los 2 millones de grados. Este enigma se conoce como el problema de calentamiento coronarioy los astrónomos han estado trabajando para resolverlo desde mediados del siglo XIX.
“Simplemente hablando, resolver este problema podrí a ayudarnos a comprender mejor nuestro sol”, dice Huang. Una mejor comprensión de la física solar también es “crucial para predecir el clima espacial para proteger a los humanos”, agrega. Además, el sol es la única estrella a la que podemos enviar sondas; las demás simplemente están demasiado lejos. “Por lo tanto, conocer nuestro sol podría ayudar a comprender otras estrellas en el universo”.
Una breve historia del problema del calentamiento coronal
Durante el Eclipse solar total de 1869—una alineación del sol, la luna y la Tierra que bloquea la mayor parte de la luz del sol— los científicos pudieron observar la tenue corona. Sus observaciones revelaron una característica en la corona que tomaron como evidencia de la presencia de un nuevo elemento: corona. Las teorías mejoradas de la mecánica cuántica más de 60 años después revelaron que el “nuevo elemento” era hierro viejo, pero calentado a una temperatura superior a la de la superficie del sol.
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Esta nueva explicación para la desconcertante medición de 1869 fue la primera evidencia de la temperatura extrema de la corona y dio inicio a décadas de estudio para comprender cómo el plasma se puso muy caliente. Otra forma de formular esta pregunta es: ¿de dónde proviene la energía de la corona y cómo llega allí?
“Sabemos con certeza que este problema aún no se ha resuelto, aunque tenemos muchas teorías, y todo el [astronomy] la comunidad sigue trabajando con entusiasmo en ello”, dice Huang. Actualmente hay dos hipótesis principales sobre cómo la energía del sol calienta la corona: el movimiento de las ondas y un fenómeno explosivo llamado nanollamaradas.
Teoría 1: ondas de Alfvén
La superficie del sol se agita y burbujea como una olla de agua hirviendo. como el plasma convección—con el material más caliente ascendiendo y el material más frío descendiendo— genera el inmenso sol campo magnético. Este campo magnético puede moverse y ondularse en un tipo específico de onda, conocida como olas de alfvén , que luego empujan protones y electrones sobre la superficie del sol. Las ondas de Alfvén son un fenómeno conocido: los físicos del plasma incluso las han visto en experimentos en la tierra. Los astrónomos creen que las partículas cargadas provocadas por el fenómeno podrían llevar energía a la corona, calentándola a temperaturas impactantes.
Teoría 2: Nanollamaradas
La otra explicación posible es un poco más dramática y es como si el sol rompiera una banda elástica gigante. A medida que el plasma del sol da vueltas y circula en su capa superior, tuerce la estrella líneas de campo magnético en formas anudadas y desordenadas. Eventualmente, las líneas ya no pueden soportar ese estrés; una vez que se han retorcido demasiado, se rompen en un evento explosivo llamado reconexión magnética. Esto envía partículas cargadas que vuelan y las calienta, lo que se conoce como nanoflare, llevando energía a la corona. Los astrónomos tienen observó algunos ejemplos de nanollamaradas con modernos telescopios espaciales y satélites.
El misterio del calentamiento coronal continúa
Como suele ser el caso con la naturaleza, parece que el sol no está simplemente lanzando ondas de Alfvén o creando nanodestellos, es más que probable que esté haciendo ambas cosas. Los astrónomos simplemente no saben con qué frecuencia ocurren estos eventos.
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Pero es posible que obtengan algunas respuestas directas pronto. El Sonda solar Parker, lanzado en 2018, tiene la misión de tocar el sol, acercándose más que nunca a nuestra estrella. Actualmente está volando a través de algunas partes exteriores de la corona, proporcionando la primera mirada de cerca a los movimientos de las partículas que pueden ser responsables de las temperaturas extremas. La misión ya atravesó la atmósfera solar una vezy seguirá dando vueltas durante algunos años más, brindando información clave para ayudar a los científicos a resolver el problema del calentamiento coronal de una vez por todas.
“Confiaría mucho en que podríamos hacer un gran progreso en la próxima década”, dice Huang.