En 1999 se detectaron misteriosas características similares a dedos en el Sol: ahora los científicos tienen una explicación

En enero de 1999, los científicos observaron movimientos misteriosos dentro de una llamarada solar.

A diferencia de las llamaradas típicas que mostraban energía brillante saliendo del Sol, esta llamarada solar también mostró un flujo de movimiento hacia abajo, como si el material estuviera cayendo hacia el Sol. Descrito como “vacíos oscuros que se mueven hacia abajo”, los astrónomos se preguntaron qué estaban viendo exactamente.

Ahora, en un estudio publicado hoy (27 de enero de 2022) en Naturaleza Astronomía, astrónomos del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA) ofrecen una nueva explicación para los flujos descendentes mal entendidos, ahora denominados flujos descendentes supra-arcade (SAD) por la comunidad científica.

“Queríamos saber cómo se producen estas estructuras”, dice el autor principal y astrónomo de CfA, Chengcai Shen, quien describe las estructuras como “características oscuras similares a dedos”. “¿Qué los impulsa? ¿Están realmente vinculados a la reconexión magnética?”

Los científicos han asumido que los SAD están vinculados a la reconexión magnética desde su descubrimiento en los años 90. El proceso ocurre cuando los campos magnéticos se rompen, liberando una radiación de movimiento rápido y extremadamente energética, y luego se reforman.

El Ensamblaje de Imágenes Atmosféricas (AIA) a bordo NASAEl Observatorio de Dinámica Solar de ‘s captura un flujo descendente supra-arcade dentro de una erupción solar que ocurrió el 29 de noviembre de 2020. Credit: NASA SDO/Sijie Yu

En el Sol, lo que sucede es que tienes muchos campos magnéticos que apuntan en todas direcciones diferentes. Eventualmente, los campos magnéticos se juntan hasta el punto en que se reconfiguran y liberan mucha energía en forma de llamarada solar”, dice la coautora del estudio y astrónoma de CfA Kathy Reeves.

Reeves añade: “Es como estirar una goma elástica y cortarla por la mitad. Está estresado y estirado, por lo que va a retroceder”.

Los científicos asumieron que los flujos descendentes oscuros eran signos de que los campos magnéticos rotos “regresaban” al Sol después de una erupción de llamarada solar.

Pero había trampa.

La mayoría de los flujos descendentes observados por los científicos son “desconcertantemente lentos”, dice el coautor Bin Chen, astrónomo del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey.

Shen explica: “Esto no lo predicen los modelos clásicos de reconexión, que muestran que los flujos descendentes deberían ser mucho más rápidos. Es un conflicto que requiere alguna otra explicación”.

Para averiguar qué estaba sucediendo, el equipo analizó imágenes de flujo descendente capturadas por el Ensamblaje de Imágenes Atmosféricas (AIA) a bordo del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. Diseñado y construido parcialmente en el CfA y dirigido por el Laboratorio de Astrofísica Solar Lockheed Martin, el AIA toma imágenes del Sol cada doce segundos en siete longitudes de onda de luz diferentes para medir las variaciones en la atmósfera solar.

Luego hicieron simulaciones en 3D de erupciones solares y las compararon con las observaciones.

Los resultados muestran que, después de todo, la mayoría de los SAD no son generados por reconexión magnética. En cambio, se forman por sí solos en el entorno turbulento y son el resultado de la interacción de dos fluidos con diferentes densidades.

Reeves dice que los científicos están viendo esencialmente lo mismo que sucede cuando se mezclan agua y aceite: las dos densidades de fluidos diferentes son inestables y, en última instancia, se separan.

“Esos vacíos oscuros como dedos son en realidad una ausencia de plasma. La densidad es mucho menor allí que el plasma circundante”, dice Reeves.

El equipo planea continuar estudiando los SAD y otros fenómenos solares mediante simulaciones en 3D para comprender mejor la reconexión magnética. Al comprender los procesos que impulsan las erupciones solares y las erupciones del Sol, en última instancia, pueden ayudar a desarrollar herramientas para pronosticar el clima espacial y mitigar sus impactos.

Referencia: “El origen de los flujos descendentes de plasma subdenso asociados con la reconexión magnética en llamaradas solares” 27 de enero de 2022, Naturaleza Astronomía.
DOI: 10.1038/s41550-021-01570-2

Otros coautores del artículo son Xiaoyan Xie de CfA; Sijie Yu del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey; y Vanessa Polito del Instituto de Investigación Ambiental del Área de la Bahía.

Esta investigación fue apoyada por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias.