La ¡®Solar Orbiter¡¯ desvela im¨¢genes nunca vistas del Sol tomadas a 74 millones de kil¨®metros de distancia

Descifrar el Sol es fundamental porque es la fuente de la vida, adem¨¢s de ser el origen de fen¨®menos como las erupciones y eyecciones de masa coronal, que afectan a las comunicaciones, y determinante en el clima terrestre o en la planificaci¨®n de misiones espaciales o para el estudio de astros similares. Hace cuatro a?os, la Agencia Espacial Europea (ESA), con el apoyo de la NASA, lanz¨® Solar Orbiter, el m¨¢s sofisticado laboratorio espacial de investigaci¨®n de la estrella b¨¢sica de nuestro sistema. El Generador de Im¨¢genes Polarim¨¦trico y Helios¨ªsmico (PHI, por sus siglas en ingl¨¦s) y el Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de la nave aportan este mi¨¦rcoles nuevas perspectivas in¨¦ditas, tomadas el 22 de marzo de 2023 a menos de 74 millones de kil¨®metros del astro, que alimentan la investigaci¨®n y completan las tomadas un a?o antes.

Las nuevas vistas completas del Sol son las de mayor resoluci¨®n hasta la fecha e incluyen mapas del campo magn¨¦tico y del movimiento superficial. Se pueden observar en detalle y con aproximaciones in¨¦ditas en este portal facilitado por la ESA. Han sido posibles mediante la uni¨®n de las im¨¢genes individuales captadas durante m¨¢s de cuatro horas por seis instrumentos, que permiten desvelar varias capas de la estrella, la direcci¨®n del campo magn¨¦tico y el mapa de velocidad y direcci¨®n de las diferentes capas del astro.

La imagen de la corona del Sol, que encabeza esta informaci¨®n, desvela qu¨¦ sucede sobre la fotosfera, la atm¨®sfera de una estrella de donde proviene la radiaci¨®n visible. La fotograf¨ªa muestra las manchas solares en regiones activas y el plasma sobresaliente a un mill¨®n de grados que sigue las l¨ªneas del campo magn¨¦tico y que, en algunos casos, conectan manchas solares vecinas.

¡°Est¨¢ tomada a 17,4 nan¨®metros de longitud de onda¡±, explica David Orozco, cient¨ªfico del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (IAA-CSIC). ¡°Se ve el plasma a m¨¢s de un mill¨®n de grados en la fotosfera hacia la corona [la parte m¨¢s externa]. Se podr¨ªa decir que es la imagen de la temperatura del Sol, de la parte visible. Lo importante es que se ve una estructura muy diferente con lazos que responden a los campos magn¨¦ticos, como los de un im¨¢n¡±.

El mapa magn¨¦tico o ¡°magnetograma¡± muestra c¨®mo los campos magn¨¦ticos del Sol se concentran en las regiones de manchas solares y apuntan hacia afuera (rojo) o hacia adentro (azul). El fuerte campo magn¨¦tico explica por qu¨¦ el plasma dentro de las manchas solares es m¨¢s fr¨ªo. Normalmente, la convecci¨®n mueve el calor desde el interior del Sol a su superficie, pero esto se ve interrumpido por las part¨ªculas cargadas que se ven obligadas a seguir las densas l¨ªneas del campo magn¨¦tico dentro y alrededor de las manchas solares. ¡°Es una imagen de la superficie del Sol y se ven los campos magn¨¦ticos concentrados en las manchas solares, en las regiones m¨¢s activas. Son muchos puntos, pero los se?alados como amarillos y verdes son m¨¢s d¨¦biles que las manchas m¨¢s oscuras¡±, precisa Orozco.

El tacograma es un mapa de la velocidad y la direcci¨®n del movimiento en la superficie del Sol. El azul muestra el desplazamiento hacia el observador (en este caso la Solar Orbiter) y el rojo, en direcci¨®n contraria. Este mapa muestra que, si bien el plasma en la superficie del Sol generalmente gira en el sentido de la rotaci¨®n del Sol alrededor de su eje, este se ve empujado hacia afuera alrededor de las manchas solares. ¡°Aunque la imagen es est¨¢tica, el plasma est¨¢ en constante movimiento en la superficie¡±, explica Orozco.

La imagen de luz visible revela la superficie del Sol como lo que es: plasma brillante y caliente en constante movimiento. Es aqu¨ª donde se genera casi toda la radiaci¨®n solar, la temperatura oscila entre los 4.500 y los 6.000 grados y las manchas solares son m¨¢s fr¨ªas que su entorno y, por lo tanto, emiten menos luz. Debajo, el plasma se agita en la ¡°zona de convecci¨®n¡±, no muy diferente al magma del manto de la Tierra. Como resultado de este movimiento, la superficie del Sol adquiere una apariencia granulada. En esta fotograf¨ªa, las manchas solares se ven como zonas oscuras o agujeros porque, al ser m¨¢s fr¨ªas que su entorno, emiten menos luz.

El astrof¨ªsico del instituto andaluz califica de ¡°muy importante¡± la informaci¨®n que aporta el Solar Orbiter, al que considera uno de los instrumentos m¨¢s relevantes desarrollados por la ESA. ¡°No es un sat¨¦lite, sino que est¨¢ viajando por el sistema solar y aporta im¨¢genes desde distintos puntos de vista que nos ayudan a modelar todo el campo magn¨¦tico mucho mejor y el clima solar¡±.

Daniel M¨¹ller, cient¨ªfico del proyecto Solar Orbiter, coincide: ¡°El campo magn¨¦tico del Sol es clave para comprender la naturaleza din¨¢mica de nuestra estrella, desde las escalas m¨¢s peque?as hasta las m¨¢s grandes. Estos nuevos mapas de alta resoluci¨®n muestran la belleza del campo magn¨¦tico y los flujos de la superficie del Sol con gran detalle. Al mismo tiempo, son cruciales para inferir el campo magn¨¦tico en la corona caliente¡±.

En este mismo sentido, Steph Yardley, cient¨ªfica de la Universidad de Northumbria (Reino Unido) especializada en el Sol, defiende que ¡°la variabilidad de las corrientes de viento solar medidas in situ por una nave espacial cercana al Sol proporciona mucha informaci¨®n sobre sus fuentes y, aunque estudios anteriores han rastreado los or¨ªgenes del viento solar, esto se hizo mucho m¨¢s cerca de la Tierra, cuando esta variabilidad se pierde¡±. ¡°Debido a que Solar Orbiter viaja tan cerca del Sol¡±, a?ade, ¡°podemos capturar la naturaleza compleja del viento solar para obtener una imagen mucho m¨¢s clara de sus or¨ªgenes y c¨®mo esta complejidad es impulsada por los cambios en las diferentes regiones de origen¡±.

Adem¨¢s, seg¨²n a?ade el investigador andaluz, ¡°la misi¨®n empieza a salirse del plano de la ecl¨ªptica [recorrido aparente del Sol sobre la esfera celeste a lo largo de un a?o visto desde la Tierra] y eso quiere decir que vamos a empezar a ver la estructura magn¨¦tica de los polos. Es algo que desconocemos, pero sabemos que se comporta de forma diferente¡±.

En este sentido, la ESA afirma que, a partir de ahora, podr¨¢ aportar im¨¢genes de alta resoluci¨®n dos veces al a?o tras haber implementado el procesamiento de las mismas y conocer c¨®mo reducir los 19 meses que hasta ahora supon¨ªan todo el proceso. Para conocer la ubicaci¨®n de la nave, la agencia espacial cuenta con la herramienta ?D¨®nde est¨¢ Solar Orbiter?.

Y no solo permite el estudio singular del astro principal de nuestro sistema, sino tambi¨¦n de estrellas similares. ¡°Lo que hemos aprendido sobre nuestro Sol podr¨ªa aplicarse a otras estrellas que tambi¨¦n emiten vientos estelares¡±, explica Samuel Badman, del Centro de Astrof¨ªsica Harvard y Smithsonian.