Astronomía: el denso "plumaje" que se esconde tras la formación del viento solar

Científicos combinaron datos de la NASA y procesamiento de imágenes para obtener una nueva visión de las pequeñas estructuras solares que crean el flujo de viento solar de alta velocidad.

Detallado en una nueva investigación publicada en The Astrophysical Journal, este primer vistazo a características relativamente pequeñas, denominadas "plumitas", podría ayudar a los científicos a comprender cómo y por qué se forman las perturbaciones en el viento solar. La influencia magnética del Sol se extiende a miles de millones de millas, mucho más allá de la órbita de Plutón y los planetas, definidos por una fuerza impulsora: el viento solar. Este flujo constante de material solar lleva el campo magnético del Sol al espacio, donde da forma a los entornos alrededor de la Tierra, otros mundos y los confines del espacio profundo.

Los cambios en el viento solar pueden crear efectos del clima espacial que influyen no solo en los planetas, sino también en los exploradores humanos y robóticos de todo el sistema solar, y este trabajo sugirió que las características relativamente pequeñas y previamente inexploradas cercanas a la superficie del Sol podrían desempeñar un papel crucial en las características del viento solar.

"Esto muestra la importancia de las estructuras y procesos a pequeña escala en el Sol para comprender el viento solar y el sistema meteorológico espacial a gran escala", dijo en un comunicado Vadim Uritsky, científico solar de la Universidad Católica de América y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, quien dirigió el estudio.

Como todo material solar, que está compuesto por un tipo de gas ionizado llamado plasma, el viento solar está controlado por fuerzas magnéticas. Y las fuerzas magnéticas en la atmósfera del Sol son particularmente complejas: la superficie solar está atravesada por una combinación en constante cambio de bucles cerrados de campo magnético y líneas de campo magnético abierto que se extienden hacia el sistema solar.

Es a lo largo de estas líneas abiertas del campo magnético que el viento solar escapa del Sol al espacio. Las áreas de campo magnético abierto en el Sol pueden crear agujeros coronales, parches de densidad relativamente baja que aparecen como manchas oscuras en ciertas vistas ultravioleta del Sol. A menudo, incrustados dentro de estos agujeros coronales hay géiseres de material solar que salen del Sol durante días seguidos, llamados "plumas". Estas columnas solares aparecen brillantes en vistas ultravioleta extremas del Sol, haciéndolas fácilmente visibles para observatorios como el satélite Observatorio de Dinámica Solar de la NASA y otras naves e instrumentos espaciales.

Como regiones de material solar particularmente denso en campo magnético abierto, las "plumas" juegan un papel importante en la creación del viento solar de alta velocidad, lo que significa que sus atributos pueden moldear las características del viento solar en sí.

Utilizando observaciones de alta resolución del satélite Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, o SDO, junto con una técnica de procesamiento de imágenes desarrollada para este trabajo, Uritsky y sus colaboradores descubrieron que estas columnas están compuestas de hebras de material mucho más pequeñas, a las que llaman "plumitas". Si bien la totalidad de la "pluma" se extiende a lo largo de más de 100.000 kilómetros en las imágenes de SDO, el ancho de cada filamento de la "pluma" tiene solo unos pocos miles de kilómetros de ancho.

Aunque el trabajo anterior insinuó la estructura dentro de las "plumas" solares, esta es la primera vez que los científicos observaron las "plumitas" con un enfoque nítido. Las técnicas utilizadas para procesar las imágenes redujeron el "ruido" en las imágenes solares, creando una vista más nítida que reveló las "plumitas" y sus cambios sutiles con detalles claros. Su trabajo, centrado en una "pluma" solar observada el 2 y 3 de julio de 2016, muestra que el brillo de la "pluma" proviene casi en su totalidad de las "plumitas" individuales, sin mucha pelusa adicional entre las estructuras. Esto sugiere que las "plumitas" son más que una característica dentro del sistema más grande de una columna, sino más bien los bloques de construcción de los que están hechas las "plumas".

"La gente vio estructuras en y en la base de las plumas durante un tiempo", dijo Judy Karpen, una de las autoras del estudio y jefa del Laboratorio de Meteorología Espacial de la División de Ciencias Heliofísicas de NASA Goddard. "Pero descubrimos que la pluma en sí es un conjunto de estas plumitas más densas y fluidas, que es muy diferente de la imagen de las plumas que teníamos antes", amplió.

También encontraron que las plumitas se mueven individualmente, cada una oscilando por sí misma, lo que sugiere que el comportamiento a pequeña escala de estas estructuras podría ser un factor importante detrás de las interrupciones en el viento solar, además de su comportamiento colectivo a gran escala.

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