Solar Orbiter publica una gran cantidad de resultados científicos de su fase de crucero

Las observaciones forenses de la superficie solar, las mediciones de un estallido gigante de partículas energéticas y un encuentro con la cola de un cometa son solo algunos de los aspectos más destacados de los más de cincuenta artículos que comprenden un número especial de Astronomía y Astrofísica y presentado hoy en la anual Reunión AGU.

“Los resultados publicados hoy demuestran la variedad de ciencia solar que la misión está haciendo posible y señalan la gran cantidad de datos que ahora fluyen de regreso a la Tierra”, dice Yannis Zouganelis, científico adjunto del proyecto de la ESA para Solar Orbiter.

La fase de crucero de Solar Orbiter comenzó el 15 de junio de 2020 y duró hasta el 27 de noviembre de 2021. Durante ese tiempo, la nave espacial adquirió datos científicos con sus instrumentos in situ, que están diseñados para medir el entorno alrededor de la nave espacial. También utilizó su equipo de detección remota para mirar el Sol con el fin de caracterizar y calibrar esos instrumentos. Algunos de estos datos resultaron ser de tan buena calidad que permitieron emprender los primeros estudios científicos antes de la fase científica principal, que comenzó a finales de noviembre de 2021.

Ver las fogatas solares con más detalle

Cuando la nave espacial abrió sus ojos por primera vez, luego de su lanzamiento en febrero de 2020, su Extreme Ultraviolet Imager (EUI) descubrió una serie de erupciones solares en miniatura que los científicos apodaron ‘fogatas’. Estos podrían desempeñar un papel clave para explicar la temperatura de un millón de grados de la atmósfera exterior del Sol, la corona, que ha desafiado toda explicación durante muchas décadas.

En los últimos resultados, el instrumento EUI ha estado adquiriendo algunas observaciones en un modo de ‘alta cadencia’, devolviendo una imagen de la corona solar cada dos segundos. Estas secuencias de imágenes se encuentran entre las observaciones de cadencia más alta de la corona solar jamás registradas en el ultravioleta extremo. Los datos revelan una clase dinámica de fogatas que disparan chorros de gas electrificado conocido como plasma a velocidades de cien kilómetros por segundo. Se observa que estos chorros existen durante solo 10 a 20 segundos.

“Ahora estamos llegando a la esencia de este proceso”, dice Pradeep Chitta, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, Alemania, quien dirigió este estudio. Él compara el pasado con ser como tener mala vista y solo poder ver imágenes borrosas. Ahora, sin embargo, EUI está enfocando las fogatas cada vez más.

Y la vista seguirá mejorando a medida que Solar Orbiter se acerque al Sol. Y gracias a una actualización en las estaciones terrestres de la ESA, la nave espacial puede transmitir más datos de alta cadencia de lo previsto antes del lanzamiento.

El primer evento de partículas energéticas generalizado de Solar Orbiter

Además de las fogatas de «pequeña escala», Solar Orbiter también ha sido testigo de su primer evento a gran escala. El 29 de noviembre de 2020, el primer evento de partículas energéticas generalizado en varios años salió del Sol.

El Sol atraviesa un ciclo de actividad magnética que dura aproximadamente 11 años, y este evento en particular fue el primer evento de partículas energéticas generalizado del ciclo 25. Como su nombre lo indica, el evento esparció partículas a través de una gran franja del sistema solar interior. Cuando la erupción alcanzó la distancia de la Tierra, las partículas expulsadas se extendieron a más de 230 grados de longitud solar.

Fueron detectados no solo por Solar Orbiter, sino también por Parker Solar Probe y STEREO-A de la NASA, y la nave espacial SOHO de la ESA / NASA, todos los cuales estaban cerca de la órbita de la Tierra pero en diferentes longitudes solares. Entonces, la pregunta es qué tan grande era la región de origen del evento en el Sol y cuánto se expandió la erupción después de su lanzamiento. Aquí es donde el objetivo de Solar Orbiter de la ‘ciencia del enlace’ se vuelve importante.

“Vengo de las observaciones in situ”, dice Alexander Kolhoff, Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Alemania, quien dirigió el análisis del evento de noviembre. «Vemos un evento de partículas alrededor de la nave espacial y luego vamos a las observaciones de sensores remotos y tratamos de localizar la fuente en el Sol».

En este caso particular, los datos no son concluyentes sobre si el tamaño de la región de origen por sí solo fue lo suficientemente grande como para explicar la amplia dispersión de partículas o no. Pero las pistas en los datos son suficientes para mostrar una gran promesa a medida que los científicos continúan perfeccionando esta técnica.

Rastreando las CME sigilosas solares

También hizo observaciones minuciosamente detalladas de la superficie solar Jennifer O’Kane, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard, University College London, Reino Unido. Junto con sus colegas, fue en busca de las denominadas CME Stealth.

CME significa eyección de masa coronal. Estas son las erupciones gigantes de plasma solar y campo magnético que generalmente ocurren junto con las erupciones solares, un evento magnético explosivo en la atmósfera inferior del Sol que expulsa las partículas al espacio. Sin embargo, en el caso de un CME sigiloso, no parece haber un destello asociado.

Usando las herramientas de procesamiento de imágenes más sofisticadas disponibles, Jennifer miró imágenes solares para ver si podía encontrar evidencia de un evento desencadenante que lanzó una CME en abril de 2020.

La fuerza de su campo magnético, medida por Solar Orbiter, también era particularmente grande, alrededor del doble que la de una CME normal, pero el enigma era que la superficie visible del Sol estaba completamente en blanco en ese momento. No hubo manchas solares ni ninguna otra región activa. Fue solo la alta intensidad del campo magnético del plasma que envolvió al Solar Orbiter lo que alertó al equipo sobre el CME en primer lugar.

Después de una búsqueda minuciosa de los datos, Jennifer encontró una región oscura en las imágenes ultravioleta extremas que indicaban una oquedad de baja densidad en la corona solar, que se despegaba muy lentamente del Sol.

Lento en este contexto es otro término relativo. Mientras que la mayoría de las CME viajan a cientos o incluso miles de kilómetros por segundo, esta se movía hacia afuera a decenas de kilómetros por segundo.

“Fue el evento más difícil que jamás haya estudiado”, dice Jennifer, refiriéndose al esfuerzo que tomó encontrar siquiera un indicio de su origen.

Desde una perspectiva de pronóstico del tiempo espacial, las CME sigilosas son un desafío particular porque los pronosticadores confían en ver algo en el Sol que pueden reconocer en tiempo real para saber que algo está entrando y que podría cambiar el entorno espacial cercano a la Tierra.

Encuentro con la cola de un cometa

Lorenzo Matteini, Imperial College London, Reino Unido, dirigió otra minuciosa investigación para determinar si Solar Orbiter ha cruzado la cola del cometa ATLAS durante junio de 2020.

El posible cruce se predijo poco después del lanzamiento de Solar Orbiter, por lo que el equipo se apresuró a asegurarse de que al menos algunos instrumentos estuvieran listos a tiempo para adquirir datos. Sin embargo, por un giro bastante despiadado del destino, solo diez días antes del cruce, el cometa se desintegró bajo el calor del sol y la hermosa cola se desvaneció.

Sin embargo, Lorenzo y sus colegas encontraron evidencia consistente con un cruce del remanente de la cola del cometa en datos tomados el 4 de junio. Específicamente, vieron que el campo magnético alrededor de Solar Orbiter cambiaba repentinamente su polaridad, lo que se esperaría si el campo magnético del Sol estuviera envuelto alrededor de una parte del núcleo del cometa roto.

“Esta es la primera vez que nos encontramos con la cola de un cometa dentro de la órbita de la Tierra”, dice Lorenzo.

Y puede que no sea el último. Los cometas caen hacia el Sol todo el tiempo. La forma en que interactúan con el campo magnético del Sol proporciona otra forma para que Solar Orbiter investigue esta fascinante región del sistema solar.

Tras su sobrevuelo de la Tierra en noviembre de 2021, Solar Orbiter se encuentra ahora en su fase científica principal. Todos los involucrados se están preparando para su próximo camino del Sol en marzo de 2022.

“No podría estar más satisfecho con la misión. Estos resultados muestran la gran cantidad de ciencia que ya se ha hecho y cuánto queda por hacer ”, dice Daniel Müller, científico del proyecto de la ESA para Solar Orbiter.

Notas para editores

Los resultados de la fase de crucero de Solar Orbiter se publican en la edición especial del 14 de diciembre de Astronomía y Astrofísica.

Los artículos destacados en esta noticia, publicados junto con otros 52 artículos de Solar Orbiter son:

Capturando flujos de plasma transitorios y chorros en la corona solar por LP Chitta et al.

El primer evento generalizado de partículas energéticas solares observado por Solar Orbiter el 29 de noviembre de 2020 por A. Kollhoff et al.

Orígenes solares de una CME sigilosa fuerte detectada por Solar Orbiter por Jennifer O’Kane et al.

El encuentro de Solar Orbiter con la cola del cometa C / 2019 Y4 (ATLAS): campo magnético que cubre y ondas de iones de captación cometaria por L. Matteini et al.

Para obtener más información, póngase en contacto con los medios de comunicación de la ESA:
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