Observadas por primera vez las nanofulguraciones que esclarecen el principal misterio del Sol

Cuando el astrof¨ªsico Patrick Antolin vio por primera vez unas explosiones diminutas con forma de jet en la corona del Sol no ten¨ªa idea de lo que significaban. No sab¨ªa que esas observaciones determinar¨ªan el rumbo de su trabajo investigativo, ni tampoco que abrir¨ªan la puerta para resolver el principal misterio de nuestra estrella. ¡°Las im¨¢genes me impactaron. Mi intuici¨®n me dec¨ªa que eran importantes, pero en ese momento no pod¨ªa dedicarme a estudiarlas. Guard¨¦ las fotograf¨ªas en mi escritorio y se llenaron de polvo por tres a?os¡±, cuenta por tel¨¦fono Antolin, autor principal de una investigaci¨®n publicada recientemente en Nature Astronomy que prueba por primera vez la existencia de nanofulguraciones y ayuda a explicar por qu¨¦ la corona solar es miles de veces m¨¢s caliente que su superficie.

Las observaciones con las que ha trabajado Antolin fueron hechas en 2014 durante una revisi¨®n del cat¨¢logo del sat¨¦lite IRIS, pero no las pudo analizar con detenimiento hasta 2017, cuando su jefa del posdoctorado en Reino Unido le dio la libertad para dedicarse de lleno a la investigaci¨®n. En la serie de im¨¢genes que reconstruy¨® Antolin se alcanzan a ver por primera vez en la historia tres etapas claras de c¨®mo la energ¨ªa magn¨¦tica se convierte en energ¨ªa t¨¦rmica y calienta la corona solar. Primero se ve un pedacito de la corona que est¨¢ fr¨ªo, a una temperatura aproximada de 60.000 grados cent¨ªgrados. Despu¨¦s se observan diminutas explosiones que liberan energ¨ªa, bautizadas por Antolin como nanojets por su parecido con los aviones de alta velocidad, y conocidas en el mundo de la f¨ªsica como nanofulguraciones. Y finalmente se puede comprobar c¨®mo ese mismo fragmento de la corona que al principio estaba fr¨ªo se calienta a millones de grados.

El investigador colombo-franc¨¦s de 41 a?os reconoce que estos eventos son muy espor¨¢dicos y ocurren a niveles muy peque?os. "Se necesita una suerte incre¨ªble para que el sat¨¦lite est¨¦ apuntando a ese lugar exacto, en el momento preciso¡±, dice Antolin. Los an¨¢lisis de las im¨¢genes permitieron esclarecer que el estallido de cada nanojet dura menos de 10 segundos, tiene una velocidad de 700.000 kil¨®metros por hora, y la energ¨ªa que se libera en cada peque?a explosi¨®n es equivalente a la de 2.000 bombas nucleares como las de Hiroshima. ¡°Lo que observamos fue una especie de efecto avalancha en el que al principio hab¨ªa un grupito de nanojets estallando y luego se expandieron por todo el bucle magn¨¦tico que se alcanza a observar por el sat¨¦lite. En total observamos 150 microexplosiones producidas en 10 minutos¡±, concluye Antolin.

La cient¨ªfica espa?ola Ada Ortiz Carbonell, doctora en F¨ªsica e investigadora de la Universidad de Oslo en astrof¨ªsica solar, confirma que el hallazgo es muy importante para resolver el misterio de la corona solar. ¡°Las nanofulguraciones se propusieron como mecanismo para el calentamiento de la corona en los a?os ochenta, pero hasta ahora no se hab¨ªan observado. Una cosa es la teor¨ªa y otra la pr¨¢ctica¡±, dice Ortiz. Y a?ade: ¡°Antes se hab¨ªan visto abrillantamientos en la corona con rayos X, pero realmente no se hab¨ªa podido asociar esos destellos con el calentamiento de los bucles en la corona¡±.

La NASA tambi¨¦n reconoci¨® el valor del trabajo el mismo d¨ªa de su publicaci¨®n. ¡°Los investigadores informan sobre las primeras im¨¢genes n¨ªtidas de nanojets, luces delgadas y brillantes que se producen en las estructuras magn¨¦ticas en la corona solar. Este proceso revela la existencia de las nanofulguraciones, candidatas para explicar el calentamiento coronal¡±, se lee en el art¨ªculo de la NASA. Sin embargo, Antolin, Ortiz y los investigadores de la NASA coinciden en que a¨²n hacen falta m¨¢s observaciones similares para dar como resuelto el misterio del calentamiento de la corona solar. ¡°Se necesitar¨¢n m¨¢s estudios para establecer la frecuencia de nanojets y nanofulguraciones en todo el Sol, y sobre todo para averiguar con cu¨¢nta energ¨ªa contribuyen en el calentamiento de la corona¡±, afirma la agencia espacial. Ortiz, por su parte, insiste en que hay un consenso en los f¨ªsicos solares que reconoce que no existe solo un mecanismo de calentamiento de la corona, sino varios que ocurren al mismo tiempo. ¡°No hemos resuelto totalmente el problema de la corona solar, pero es un paso muy importante¡±, concluye.

El misterio que trae de cabeza a los f¨ªsicos

Los astrof¨ªsicos llevan m¨¢s de ocho d¨¦cadas tratando de entender por qu¨¦ la corona solar es miles de veces m¨¢s caliente que la superficie si est¨¢ m¨¢s lejos del n¨²cleo del Sol donde se produce el calor. El problema es apasionante porque es de los pocos fen¨®menos naturales que es antiintuitivo y en apariencia se escapa de la l¨®gica con la que entendemos el mundo. El centro del Sol est¨¢ m¨¢s o menos a 15 millones de grados cent¨ªgrados y su superficie tiene una temperatura de solo 6.000 grados. Hasta ah¨ª todo normal; mientras m¨¢s lejos estamos de la fuente de energ¨ªa, la temperatura es m¨¢s baja. El enigma se da porque la corona solar, que est¨¢ cientos de miles de kil¨®metros m¨¢s lejos del n¨²cleo que la superficie, vuelve a calentarse casi hasta los cinco millones de grados.

Los cient¨ªficos han usado varias analog¨ªas para tratar de explicar la complejidad de este fen¨®meno. ¡°Es como si a medida que alejaras tu mano de una vela sintieras m¨¢s calor¡±, dice Antolin. O como si el vapor de un caf¨¦ hirviendo fuera m¨¢s caliente que el caf¨¦ mismo. O como si una hoguera aumentara su temperatura al alejarse de la llama. ¡°Esto trae de cabeza a los f¨ªsicos solares desde hace mucho tiempo. Es muy antiintuitivo¡±, confiesa Ada Ortiz.

La corona solar es como la atmosfera que rodea a la estrella y es visible durante los eclipses solares, cuando el Sol est¨¢ cubierto por la Luna. El astrof¨ªsico Juan Diego Soler, investigador en Astrof¨ªsica del Max-Planck-Institut f¨¹r Astronomie en Alemania, explica en un art¨ªculo sobre el hallazgo de Antolin que existen registros de la observaci¨®n de la corona desde el siglo XVIII, pero fue el astr¨®nomo espa?ol Jos¨¦ Joaqu¨ªn de Ferrer quien alrededor de 1809 le puso el nombre con el que la conocemos hoy. Soler cuenta que es por la forma de la corona solar que se le da el nombre de coronavirus a la enfermedad que ha causado m¨¢s de un mill¨®n de muertos en 2020. ¡°Las prote¨ªnas que envuelven a los coronavirus, vistas por primera vez en 1968, le dan un aspecto similar al del Sol durante un eclipse¡±.

Antolin afirma que resolver el misterio del calentamiento de la corona solar tiene implicaciones directas en la vida cotidiana de los seres humanos. ¡°La Tierra est¨¢ dentro de la corona solar, como una cometa en el viento, o como una piedra en el r¨ªo. Nuestro planeta est¨¢ sujeto a todos los cambios de flujo que provienen del Sol", dice Antolin. El investigador afirma que la clave para entender el enigma est¨¢ en el campo magn¨¦tico que se produce en el centro del astro, va saliendo hacia la superficie y ocupa todo el espacio de la corona. ¡°Ese campo tiene mucha energ¨ªa magn¨¦tica que se transforma en energ¨ªa t¨¦rmica para calentar el gas. El reto es identificar c¨®mo se produce esta transformaci¨®n¡±.

Para tratar de entender c¨®mo funciona el campo magn¨¦tico del Sol, Antolin propone imaginar una especie de telara?a magn¨¦tica anclada a una superficie que se mueve todo el tiempo. ¡°Los hilos de la telara?a se enredan y se enmara?an, est¨¢n tensos y vibran todo el tiempo, pero llega un momento en que se empiezan a soltar, a desenredar. Este proceso se conoce como reconexi¨®n magn¨¦tica y fue descubierto por el f¨ªsico Eugene Parker en los a?os ochenta¡±, dice Antolin. Para Parker, la energ¨ªa magn¨¦tica que estaba contenida en esos hilos se deb¨ªa convertir en energ¨ªa t¨¦rmica a trav¨¦s de las famosas nanofulguraciones y deb¨ªa calentar as¨ª la corona solar. Sin embargo, cuando Parker propuso esa soluci¨®n del enigma no hab¨ªa como comprobarla porque los telescopios no ten¨ªan suficiente resoluci¨®n.

Antolin afirma que lo que ¨¦l y su equipo descubrieron fue el fen¨®meno que permite explicar la teor¨ªa de Parker. ¡°Los nanojets que observamos son las nanofulguraciones que predijo Parker¡±, dice Antolin. Y concluye: ¡°El paso a seguir es detectar estas peque?as explosiones en toda la corona solar. Si est¨¢n por todas partes, pues ganamos. Estad¨ªsticamente podr¨ªamos decir que se resolvi¨® el problema del calentamiento de la corona solar¡±.

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