Misteriosas ondas de magnetismo pueden explicar por qué la atmósfera del Sol es más caliente de lo que los físicos creían posible

Jun 16, 2023

La corona del Sol es 200 veces más caliente que su superficie, desafiando los modelos de cuerpos estelares. Ahora, este enigma de 80 años de antigüedad finalmente puede tener una solución.

Las ondas magnéticas de alta frecuencia que surgen a través del Sol pueden explicar por qué la temperatura de la atmósfera de nuestra estrella es 200 veces más alta que la de su superficie.

La temperatura de la atmósfera superior del Sol, llamada corona, puede elevarse a más de 2 millones de grados Fahrenheit (1,1 millones de grados Celsius), mientras que a 1.000 millas (1.600 kilómetros) más cerca del núcleo, la fotosfera (la superficie visible del Sol) hierve a fuego lento. a una temperatura relativamente fría de 10.000 F (5.500 C).

Este problema de calentamiento coronal surge de la principal fuente de calor del Sol, que es la fusión nuclear que se produce en su núcleo. Los modelos estelares sugieren que las regiones más alejadas del núcleo deberían experimentar caídas de temperatura, algo que la corona desafía al ser más caliente que la fotosfera subyacente. Esto es como alejarse del fuego y descubrir que el aire se está calentando.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los fenómenos magnéticos podrían desempeñar un papel para ayudar a que la atmósfera superior del Sol mantenga sus altas temperaturas que desafían la física. Ahora, las observaciones de pequeñas y rápidas oscilaciones en las estructuras magnéticas de la corona realizadas por la nave espacial Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA) podrían finalmente identificar exactamente qué es lo que calienta la corona.

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"Durante los últimos 80 años, los astrofísicos han intentado resolver este problema y ahora están surgiendo cada vez más pruebas de que la corona puede calentarse mediante ondas magnéticas", dijo en un comunicado Tom Van Doorsselaere, astrofísico del plasma de la Universidad KU Leuven, en Bélgica. declaración. Van Doorsselaere es coautor de un nuevo artículo que detalla la investigación, publicado el 17 de julio en Astrophysical Journal Letters.

A pesar de ser mucho más caliente que la fotosfera, la corona todavía es arrastrada por la luz de la fotosfera subyacente. Eso significa que observarlo desde la Tierra requiere esperar un eclipse lunar, en el que el disco de la luna bloquea la fotosfera, o utilizar equipo especializado que reproduzca el efecto.

Desde su posición a unos 42 millones de kilómetros del Sol, el Solar Orbiter no tiene tales problemas. La nave espacial de la ESA puede utilizar su telescopio Extreme Ultraviolet Imager (EUI) operado por el Real Observatorio de Bélgica (ROB) para crear imágenes de la corona solar con una resolución sin precedentes.

La nave espacial, que actualmente observa el lado opuesto del sol desde nuestra perspectiva aquí en la Tierra, y el Full Sun Imager de EUI y su High-Resolution Imager detectaron las pequeñas ondas magnéticas que atraviesan el plasma, un gas ardiente de partículas cargadas que comprende nuestra estrella. el 12 de octubre de 2022.

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Después de que EUI revelara estas nuevas oscilaciones rápidas y de pequeña escala, el equipo quiso saber si contribuían más energía al calentamiento coronal que las oscilaciones más lentas y de baja frecuencia descubiertas anteriormente. Para investigar esto, el equipo realizó un metanálisis de varios estudios solares previos.

A partir de este análisis, los científicos concluyeron que las oscilaciones de alta frecuencia proporcionan significativamente más energía para el calentamiento de la corona que sus contrapartes más lentas.

Para confirmar el vínculo entre el calentamiento coronal y las ondas magnéticas de alta frecuencia, los científicos seguirán observando la atmósfera exterior del Sol con el Solar Orbiter y sus instrumentos.

"Dado que sus resultados indicaron un papel clave para las oscilaciones rápidas en el calentamiento coronal, dedicaremos gran parte de nuestra atención al desafío de descubrir ondas magnéticas de mayor frecuencia con EUI", dijo en el comunicado el investigador de ROB e investigador principal de EUI, David Berghmans.

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Robert Lea es un periodista científico del Reino Unido que se especializa en ciencia, espacio, física, astronomía, astrofísica, cosmología, mecánica cuántica y tecnología. Los artículos de Rob se han publicado en Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space y ZME Science. También escribe sobre comunicación científica para Elsevier y el European Journal of Physics. Rob tiene una licenciatura en física y astronomía de la Open University del Reino Unido.

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