En 1958, el físico Eugene Parker predijo
la existencia de los
vientos solares, pero hubo que esperar cuatro años para que la
sonda Mariner, que se dirigía
a Venus, confirmaría
su existencia. Desde entonces, una de las preguntas más recurrentes de los
astrónomos es cómo es posible que el viento solar (una corriente de partículas
energéticas que fluye desde nuestra estrella hacia el sistema solar), mantiene
su energía una vez que sale del Sol.
Ahora, gracias a la colaboración de las dos mayores agencias
espaciales, la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea), es posible que se haya
descubierto la respuesta: un conocimiento que es una pieza crucial del
rompecabezas para ayudar a los científicos a pronosticar mejor la actividad
solar entre el Sol y la Tierra.
En un estudio publicado en
Science, un equipo de científicos liderados por Yeimy Rivera, del
Observatorio Astrofísico Smithsoniano, proporciona evidencia convincente de que
los vientos solares más rápidos son impulsados por ondas
o zigzags magnéticos, grandes torceduras
en el campo magnético,
cerca del Sol.
“Nuestro estudio aborda una enorme pregunta abierta sobre cómo
se energiza el viento solar y nos ayuda a comprender cómo el Sol afecta a su
entorno y, en última instancia, a la Tierra – señala Rivera en un
comunicado -. Si este proceso ocurre en nuestra estrella local, es muy
probable que esto alimente vientos de otras estrellas a lo largo de la galaxia,
la Vía Láctea y más allá, y podría tener implicaciones para la habitabilidad de
los exoplanetas”.
Anteriormente, la sonda solar Parker de la NASA
descubrió que estos zigzags eran comunes en todo el viento solar. Esta
sonda, la primera nave en ingresar a la atmósfera magnética del Sol en 2021,
permitió a los científicos determinar que los zigzags son más definidos y potentes
cerca del Sol. Sin embargo, hasta ahora, los científicos carecían de evidencia
experimental de que este interesante fenómeno (como las ondas que dibuja un
látigo antes de estallar en el objetivo) realmente tenga suficiente energía
para ser importante en el viento solar.
“Hace unos tres años, estaba dando una charla sobre lo
fascinantes que son estas ondas – añade el coautor Mike Stevens -. Al finalizar,
un profesor de astronomía se puso de pie y dijo: ‘Eso es genial, pero
¿realmente importan?’”
Para responder a esto, el equipo de Rivera tuvo que utilizar
dos naves espaciales diferentes. La primera de ellas, la mencionada sonda
Parker, está construida para volar a través de la corona o atmósfera solar. La
segunda es la misión Solar Orbiter, compartida por la ESA y la NASA, y también
está en una órbita que la lleva relativamente cerca del Sol.
El descubrimiento fue posible gracias a una alineación
coincidente en febrero de 2022 que permitió que tanto la sonda solar Parker
como la Solar Orbiter midieran la misma corriente de viento solar con dos días
de diferencia. Solar Orbiter estaba casi a medio camino del Sol, mientras que
Parker bordeaba el borde de su atmósfera magnética.
“Al principio no nos dimos cuenta de que Parker y Solar
Orbiter estaban midiendo lo mismo. Parker vio este plasma más lento cerca del
Sol que estaba lleno de ondas en zigzag, y luego Solar Orbiter registró una
corriente rápida que había recibido calor y con muy poca actividad de ondas – añade
Samuel Badman, coautor del estudio -. Cuando conectamos los dos, ese fue un
verdadero momento eureka”.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que la energía
se mueve a través de la corona solar y del viento solar, al menos en parte, a
través de lo que se conoce como “ondas de Alfvén”. Estas ondas
transportan energía a través de un plasma, el estado sobrecalentado de la
materia que compone el viento solar.
Sin embargo, no se pudo medir en qué medida las ondas Alfvén
evolucionan e interactúan con el viento solar entre el Sol y la Tierra, hasta
que estas dos misiones se enviaron más cerca de nuestra estrella que nunca. Y
al mismo tiempo. Ahora, gracias a ello, es posible determinar directamente
cuánta energía se almacena en las ondas cerca de la corona, y cuánta es
transportada por las ondas a medida que se alejan del Sol.
La nueva investigación muestra que las ondas Alfvén en forma
de zigzags proporcionan suficiente energía para explicar el calentamiento y la
aceleración documentados en la corriente más rápida del viento solar a medida
que se aleja del Sol. “Tardamos más de medio siglo en confirmar que la aceleración y
el calentamiento de las ondas Alfvén son procesos importantes, y ocurren
aproximadamente de la manera en que creemos que lo hacen”, afirma John Belcher,
del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y uno de los responsables de descubrir
las ondas Alfvén en 1971.
Además de ayudar a los científicos a pronosticar mejor la
actividad solar y el clima espacial, esta información nos ayuda a explicar los
misterios del universo en otras partes y cómo funcionan las estrellas similares
al Sol.
“Este descubrimiento es una de las piezas clave para responder
a la pregunta de hace 50 años de cómo se acelera y calienta el viento solar en
las partes más internas de la heliosfera, lo que nos acerca al cierre de uno de
los principales objetivos científicos de la misión Parker Solar Probe”, concluye
Adam Szabo, director científico de la misión Parker Solar Probe en la NASA.
