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El Solar Orbiter de la ESA puede haber dado otro camino hacia la solución del misterio de ochenta años de antigüedad de por qué la atmósfera exterior del Sol es tan caliente.
El 3 de marzo de 2022, solo unos meses después de la misión nominal de Solar Orbiter, el Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de la nave espacial arrojó datos que mostraban por primera vez que un fenómeno magnético llamado reconexión estaba ocurriendo persistentemente en escalas diminutas.
En ese momento, la nave espacial estaba a mitad de camino entre la Tierra y el Sol. Esto permitió observaciones coordinadas con las misiones del Observatorio de Dinámica Solar (SDO) y el Espectrógrafo de Imágenes de la Región de la Interfaz (IRIS) de la NASA. Los datos de las tres misiones se combinaron luego durante el análisis.
La reconexión magnética ocurre cuando un campo magnético cambia a una configuración más estable. Es un mecanismo fundamental de liberación de energía en gases sobrecalentados conocidos como plasmas y se cree que es el principal mecanismo para impulsar erupciones solares a gran escala. Esto lo convierte en la causa directa del clima espacial y en un candidato principal para el misterioso calentamiento de la atmósfera exterior del Sol.
Se sabe desde la década de 1940 que la atmósfera exterior del Sol, llamada corona, es mucho más caliente que la superficie del Sol. Mientras que la superficie brilla a alrededor de 5 500 °C, la corona es un gas enrarecido de alrededor de 2 millones de °C. Cómo el Sol inyecta energía en su atmósfera para calentarla a esta tremenda temperatura ha sido un gran enigma desde entonces.
En el pasado, la reconexión magnética generalmente se ha visto durante fenómenos explosivos a gran escala. Sin embargo, el nuevo resultado presenta observaciones de ultra alta resolución de reconexión persistente a pequeña escala (alrededor de 390 km de diámetro) en la corona. Estos se revelan como una secuencia ‘suave’ de larga duración en comparación con las repentinas liberaciones explosivas de energía con las que generalmente se asocia la reconexión.
El evento del 3 de marzo de 2022 tuvo lugar durante el período de una hora. Las temperaturas alrededor del punto del campo magnético donde la intensidad del campo magnético cae a cero, conocido como punto nulo, se mantuvieron en alrededor de 10 millones de °C y generaron una salida de material que llegó en forma de «manchas» discretas. alejándose del punto nulo con una velocidad de alrededor de 80 km/s.
Además de esta salida continua, también se produjo un episodio explosivo en torno a este punto nulo, que duró cuatro minutos.
Los resultados de Solar Orbiter sugieren que la reconexión magnética, a escalas que antes eran demasiado pequeñas para ser resueltas, procede continuamente de manera suave y explosiva. Esto es importante porque significa que la reconexión puede, por lo tanto, transferir masa y energía de manera persistente a la corona suprayacente, lo que contribuye a calentarla.
Estas observaciones también sugieren que reconexiones magnéticas aún más pequeñas y más frecuentes esperan ser descubiertas. El objetivo ahora es observarlos con EUI a una resolución espacio-temporal aún mayor en el futuro alrededor de los acercamientos más cercanos de Solar Orbiter para estimar qué fracción del calor de la corona se puede transferir de esta manera.
El camino más cercano más reciente de Solar Orbiter al Sol tuvo lugar el 10 de abril de 2023. En ese momento, la nave espacial estaba a solo el 29 por ciento de la distancia de la Tierra al Sol.
Solar Orbiter es una misión espacial de colaboración internacional entre la ESA y la NASA, operada por la ESA.
Estos resultados se publican en Nature Communications en un artículo titulado Observaciones de ultra alta resolución de reconexión persistente de punto nulo en la corona solar. El autor principal, el Prof. Xin Cheng, Universidad de Nanjing, China, y el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, Göttingen, Alemania, dirigieron un equipo internacional de 24 colaboradores.
