Física solar - Cartografían el campo magnético solar desde la fotosfera hasta la base de la corona

 Visualización artística del campo magnético solar en la región activa observada por CLASP2. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)

Los telescopios espaciales obtienen cada día imágenes espectaculares de la actividad solar. Sin embargo, sus instrumentos son ciegos al responsable de tal actividad: el campo magnético en las capas externas de la atmósfera solar, donde tienen lugar los fenómenos explosivos que en ocasiones afectan a la Tierra. Las extraordinarias observaciones de la polarización de la luz ultravioleta del Sol logradas por la misión CLASP2 han permitido elaborar un mapa del campo magnético a través de toda la atmósfera solar, desde la fotosfera hasta la base de la extremadamente caliente corona. Esta investigación, publicada recientemente en la revista Science Advances, ha sido realizada por el equipo internacional responsable de tal experimento suborbital, el cual incluye a varios científicos del grupo POLMAG del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España.

La cromosfera es una región muy importante de la atmósfera solar que se extiende unos miles de kilómetros entre la relativamente delgada y fría fotosfera (con temperaturas de algunos miles de grados) y la extensa y extremadamente caliente corona (con temperaturas superiores al millón de grados). Aunque la temperatura de la cromosfera es cien veces menor que la de la corona, la cromosfera es mucho más densa y necesita muchísima más energía para sostenerse. Además, la energía mecánica necesaria para calentar la corona tiene que atravesar la cromosfera, lo que la convierte en una región interfaz crucial para solucionar muchos de los problemas clave en la física solar y estelar. Uno de los retos científicos actuales es entender cómo se produce la violenta actividad de la atmósfera solar, que en ocasiones perturba la magnetosfera terrestre con serias consecuencias para nuestro presente mundo tecnológico.

"Es imposible entender la atmósfera solar si no logramos determinar los campos magnéticos de la cromosfera, especialmente en sus capas más externas, donde la temperatura del plasma es del orden de diez mil grados y las fuerzas magnéticas dominan la estructura y dinámica del plasma", asegura Javier Trujillo Bueno, Profesor del CSIC en el IAC y científico responsable del grupo POLMAG del IAC. Las investigaciones teóricas realizadas por este grupo, financiado por una "Advanced Grant" del Consejo Europeo de Investigación, indicaron que tal objetivo puede alcanzarse si se observa la polarización que varios mecanismos físicos producen en la radiación ultravioleta emitida por los átomos de hidrógeno neutro y del magnesio ionizado en la cromosfera solar.

Dado que la atmósfera de la Tierra absorbe la radiación ultravioleta del Sol, hay que ir a observarla por encima de los 100 kilómetros de altura. Con este objetivo se creó un consorcio internacional liderado por el Marshall Space Flight Center de la NASA (NASA/MSFC), el Observatorio Astronómico Nacional japonés (NAOJ), el Instituto de Astrofísica Espacial francés (IAS) y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Este equipo diseñó una serie de experimentos espaciales que fueron aprobados en llamamientos competitivos de la NASA en el marco de su programa para investigaciones con cohetes sonda. El acrónimo de tales experimentos espaciales es CLASP, el "Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter" (CLASP1, lanzado el 3 de septiembre de 2015) y el "Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter" (CLASP2, lanzado el 11 de abril de 2019). Ambos experimentos suborbitales han tenido un gran éxito y la NASA así lo ha reconocido al otorgar su "Group Achievement Honor Award" (Premio de Honor a los Logros del Grupo) al equipo internacional.

El estudio que acaba de publicar la prestigiosa revista "Science Advances", titulado “Mapping Solar Magnetic Fields from the Photosphere to the Base of the Corona”, está basado en una pequeña parte de los datos sin precedentes conseguidos por CLASP2. En particular, el equipo ha analizado la intensidad y polarización circular de la radiación ultravioleta emitida por el plasma de una región activa de la atmósfera solar, en el rango espectral de las líneas h y k del Mg II (magnesio ionizado), alrededor de 2800 ángstroms. En esta región espectral se encuentran también dos líneas espectrales producidas por los átomos del Mn I (manganeso neutro).

La imagen en color rojo, obtenida por el telescopio SDO de la NASA, muestra la región activa del disco solar observada simultáneamente por CLASP2 e Hinode. Las líneas verdes a la izquierda indican la posición de la rendija del espectropolarímetro de CLASP2. En cada punto de esta rendija CLASP2 midió la variación con la longitud de onda de la intensidad (panel superior derecho) y de la polarización circular (panel inferior derecho) en líneas cromosféricas del espectro ultravioleta solar. De forma simultánea, el telescopio espacial Hinode midió la polarización circular en líneas fotosféricas del rango visible del espectro. Estas señales de polarización circular son producidas por el campo magnético presente a distintas alturas en la atmósfera solar y, a partir de ellas, los investigadores han logrado determinar cómo varía el campo magnético desde la fotosfera hasta la base de la corona. (Crédito: NAOJ, IAC, NASA/MSFC, IAS).

La polarización circular observada por CLASP2 se debe a un fenómeno físico conocido como efecto Zeeman, mediante el cual la radiación emitida por los átomos está polarizada cuando estos están en presencia de un campo magnético. "Las señales de polarización circular en las líneas del magnesio (Mg II) son sensibles al campo magnético en las regiones media y externa de la cromosfera solar, mientras que la polarización circular en las líneas del manganeso (Mn I) responde a campos magnéticos en la región más profunda de la cromosfera", explica Tanausú del Pino Alemán, uno de los científicos del grupo POLMAG y del equipo internacional.

Mientras CLASP2 realizaba sus observaciones, el telescopio espacial Hinode apuntaba simultáneamente a la misma región activa del disco solar. "Esto permitió obtener información sobre el campo magnético en la fotosfera a partir de la polarización observada en líneas espectrales del hierro neutro (Fe I), que se encuentran en el rango visible del espectro", comenta Andrés Asensio Ramos, otro de los investigadores del IAC que ha participado en el proyecto. El equipo también logró observaciones simultáneas con el telescopio espacial IRIS, midiendo la intensidad de la radiación ultravioleta con mayor resolución espacial (IRIS no fue diseñado para medir la polarización).

Los autores de esta investigación internacional, coordinada por la Dra. Ryohko Ishikawa (NAOJ) y el Dr. Javier Trujillo Bueno (IAC), han logrado cartografiar por primera vez el campo magnético a través de toda la atmósfera de la región activa observada por CLASP2, desde la fotosfera hasta la base de la corona. "Este cartografiado del campo magnético a distintas alturas en la atmósfera solar es de gran interés científico, pues ayudará a descifrar el acoplamiento magnético entre las distintas regiones de la atmósfera solar", comenta Ernest Alsina Ballester, investigador del equipo internacional que acaba de incorporarse al IAC tras su primer postdoctorado en Suiza.

Los resultados obtenidos confirman y demuestran que, en estas regiones de la atmósfera solar, las líneas de fuerza del campo magnético se expanden e inundan toda la cromosfera antes de llegar a la base de la corona. Otro resultado importante de esta investigación es que la fuerza del campo magnético en las capas más externas de la cromosfera está fuertemente correlacionada con la intensidad de la radiación en el centro de las líneas espectrales del magnesio y con la presión de electrones en esas mismas capas, lo que revela el origen magnético del calentamiento de las regiones externas de la atmósfera solar.

Los experimentos espaciales CLASP1 y CLASP2 suponen un hito en la astrofísica, siendo la primera vez que se logra observar las relativamente débiles señales de polarización producidas por varios mecanismos físicos en líneas del espectro ultravioleta del Sol. Estas observaciones han confirmado de forma espectacular las predicciones teóricas, validando la teoría cuántica sobre la generación y transferencia de radiación polarizada que estos científicos aplican en sus estudios sobre el campo magnético de la cromosfera solar.

El equipo internacional acaba de recibir la buena noticia de que la NASA ha seleccionado su reciente propuesta para realizar un nuevo experimento espacial durante el próximo año, lo que les permitirá cartografiar el campo magnético en regiones más extensas del disco solar. "Obviamente, observaciones sistemáticas de la intensidad y polarización de la radiación ultravioleta del Sol requieren un telescopio espacial equipado con instrumentos como los de CLASP, pues los pocos minutos de observación de un vuelo suborbital no son suficientes", comenta Javier Trujillo Bueno. El equipo está convencido de que, gracias a lo demostrado con CLASP1 y CLASP2, tales telescopios espaciales se harán pronto realidad y que la interpretación física de sus observaciones espectro-polarimétricas permitirá entender mejor la actividad magnética en las regiones externas de las atmósferas del Sol y de otras estrellas. 

Fuente: IAC

ASTRONOMÍA - ¿Qué nos depara el nuevo ciclo del Sol?

El Sol en su mínimo (diciembre de 2019) y máximo (abril 2014) más recientes NASA/SDO/Joy NG

Pese a que se creía que tendría una actividad escasa en su nuevo ciclo que comenzó hace un año, nuevas predicciones apuntan a una actividad solar muy intensa que alcanzaría su máximo en julio de 2025

El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Se pensaba que el Sol tendría una actividad escasa en su nuevo ciclo que comenzó hace un año. Pero nuevas predicciones apuntan a una actividad solar muy intensa que alcanzaría su máximo en julio de 2025.

MANCHAS Y ACTIVIDAD SOLAR

El Sol es una gigantesca bola de gas en ebullición sometida a un intenso campo magnético. En los lugares de la superficie solar con mayor actividad magnética se forman grandes manchas oscuras que pueden llegar a tener el tamaño de nuestro planeta. Las manchas solares aparecen, crecen, cambian de aspecto, disminuyen de tamaño y desaparecen, por término medio, al cabo de unas dos semanas. Suelen aparecer por parejas, presentando cada mancha de la pareja polaridad opuesta, formando así los polos de un gigantesco imán cuya intensidad magnética puede llegar a ser diez veces superior a la del campo magnético terrestre.

El número de manchas solares (conocido como número de Wolf) es una medida de la actividad de nuestra estrella. Este número varía de manera periódica, siguiendo un ciclo de 11 años aproximadamente. Al principio de un ciclo, la superficie solar está limpia de manchas (mínimo solar), poco a poco comienzan a aparecer manchas a altas latitudes solares que, a continuación, se multiplican y se extienden hacia las regiones ecuatoriales, hasta que se alcanza el máximo solar.

CICLOS MAGNÉTICOS

Este ciclo aparente de 11 años es, realmente, la mitad del ciclo magnético total del Sol (o ciclo de Hale) que dura 22 años. Y es que, a lo largo de 11 años, la orientación del campo magnético solar va cambiando gradualmente y hace que se invierta entre los hemisferios norte y sur. Tras un ciclo completo de 22 años, la orientación del campo magnético solar vuelve a ser el mismo que en el inicio.

Hay medidas directas del número de manchas solares desde el siglo XVII. Y, además, este número ha podido ser inferido por métodos indirectos (por ejemplo, midiendo los anillos de los troncos de los árboles) a los últimos 11.000 años, formando así una de las bases de datos más completas de la historia de la astronomía.

Estudiar la evolución de las manchas solares es de suma importancia pues su número va asociado a las erupciones solares. Cuando el ciclo de las manchas alcanza su máximo, el Sol se encuentra en su mayor actividad, y es entonces cuando se desencadenan las mayores tormentas solares que, si vienen dirigidas hacia la Tierra, pueden dañar los sistemas de alta tecnología de los que tanto dependemos.

Manchas solares en ciclos anteriores y predichas para el ciclo 25S. McIntosh/RB

EL SOL YA HA DESPERTADO

Durante el año 2019 pasamos por un período de mínimo solar particularmente tranquilo, el Sol no tuvo ni una mancha durante 274 días. Se cerraba así el denominado 'Ciclo Solar 24'. Y con la llegada de las primeras manchas a altas latitudes, en diciembre de ese mismo año, entrábamos en el Ciclo 25. El Sol ya está despierto.

Durante el año 2020 el número medio de manchas solares ha sido de 7,8 por día, pero en los últimos meses del año, el número medio de machas superó las 30.

Varios grupos internacionales de expertos estuvieron estudiando el comportamiento del Sol durante los últimos años para realizar predicciones de la actividad durante este Ciclo 25. Todos esos grupos llegaron a conclusiones similares: el máximo debería alcanzarse en julio de 2025 con un total de 115 manchas. Esta predicción era muy similar a los datos del Ciclo 24 que, a su vez, fue el ciclo de menor actividad durante los últimos 100 años.
NUEVA PREDICCIÓN

Sin embargo, un nuevo trabajo coordinado por Scott McIntosh (NCAR, EEUU), tras analizar datos de las manchas solares de los últimos 270 años, llega a una predicción radicalmente diferente. Según este equipo, la debilidad del Ciclo 24, augura que el nuevo ciclo será particularmente activo. El número de manchas predicho para julio de 2025 superaría el de 200, es decir, prácticamente el doble que el de 115 estimado previamente.

Este nuevo estudio está basado en un método diferente de extrapolación. McIntosh se basa en el comportamiento de las bandas de manchas según se desplazan desde latitudes altas hacia el ecuador y en el evento de 'terminación' que tiene lugar en ese momento final. Según el investigador, observando los tiempos entre terminaciones en cada ciclo, a lo largo los 270 años estudiados, se puede deducir cómo será el próximo ciclo. Concretamente, cuanto más corto es el tiempo entre terminaciones, más intenso parece ser el ciclo solar siguiente.

Sin embargo, el modelo de McIntosh no cuenta con el consenso de los físicos solares. La validez del método solo podrá comprobarse a lo largo de los meses próximos, pues si la actividad va a ser tan intensa, esta debería comenzar a manifestarse desde ya mismo. De hecho, los datos existentes a día de hoy indican que el número de manchas solares en este Ciclo 25 es un 80 % superior al del periodo equivalente del Ciclo 24, pero estos datos se refieren a un intervalo de tiempo relativamente corto. Es muy pronto aún para validar las nuevas predicciones.

El debate suscitado por este trabajo ilustra las dificultades de la predicción de la actividad solar. Hay muchos métodos diferentes para realizar estas extrapolaciones, unos basados simplemente en el comportamiento reciente de las manchas y otros basados en modelos que tratan de simular los fenómenos físicos del Sol.

Estos últimos, que parecen ser más fiables a día de hoy, necesitan conocer el valor del campo magnético en los polos solares. Y es que, según algunos investigadores, el campo magnético polar determinaría la actividad solar del siguiente ciclo. Este valor de muy difícil de medir en la actualidad, pero la sonda europea Solar Orbiter (en la que España desempeña un importante papel [https://bit.ly/39gbHMQ]) debería proporcionar imágenes de los polos solares en el año 2025, durante el máximo, lo que podría contribuir enormemente a refinar los modelos de predicción de actividad.

TECNOLOGÍA VULNERABLE

La actividad de nuestra sociedad, tanto en tierra como en el espacio, se ha hecho muy dependiente de delicados sistemas tecnológicos y, por tanto, muy vulnerable ante las tormentas solares. Las partículas de las erupciones solares, cuando se eyectan en la dirección de nuestro planeta, pueden dañar los sistemas de comunicaciones, las redes de distribución eléctrica y muchos otros equipos tecnológicos.

Para poder llevar a cabo trabajos de planificación en empresas eléctricas y aeroespaciales, la monitorización continuada del Sol y el desarrollo de métodos fiables de predicción es, por tanto, de vital importancia.

McIntosh y colaboradores han publicado sus resultados en la revista Solar Physics. El manuscrito de su artículo titulado "Overlapping Magnetic Activity Cycles and the Sunspot Number: Forecasting Sunspot Cycle 25 Amplitude" puede ser consultado aquí.

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España.

Fuentes: El Mundo España

Una cavidad hace resonar las ondas sobre las manchas solares

Recreación artística de ondas atrapadas en la cavidad resonante, entre la superficie de una mancha solar (imagen inferior obtenida con GREGOR Fabry-Pérot Interferometer) y la región de transición (imagen superior, cortesía de NASA/SDO y AIA). / Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)

Hace décadas que los astrónomos debaten sobre las ondas magnéticas que se agitan por encima de las manchas solares. Ahora investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias han zanjado el asunto al confirmar la existencia de una cavidad resonante donde se confinan y refuerzan estas ondas.

Las manchas solares son regiones oscuras que a menudo aparecen sobre la superficie del Sol. Están formadas por fuertes concentraciones de campo magnético y pueden exhibir un tamaño comparable al de la Tierra o incluso muy superior. Desde finales de los años 60 se conoce la presencia de oscilaciones en la atmósfera de estas manchas, que se han interpretado como una manifestación de ondas magnéticas.

Después de décadas de debate, se confirma la existencia de una cavidad resonante sobre las manchas solares, donde quedan parcialmente atrapadas las ondas magnéticas y determinadas frecuencias se ven reforzadas

Estas ondas han captado el interés de los científicos, ya que pueden transportar energía desde las capas interiores del Sol hacia las regiones más externas de su atmósfera. Por tanto, se trata de uno de los mecanismos propuestos para explicar las altas temperaturas de las capas externas del Sol, una de las grandes incógnitas de la física solar: ¿por qué la temperatura de la corona solar, aunque esté más lejos de la fuente de calor, es mayor que la de la superficie de nuestra estrella?

Ahora un equipo internacional de investigadores, liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha confirmado la existencia de una cavidad resonante sobre las manchas solares. Las ondas se encuentran parcialmente atrapadas en esa región de la atmósfera solar sobre las manchas, dando lugar a la existencia de resonancias.

Estos resultados, publicados recientemente en dos artículos en las revistas Nature Astronomy y The Astrophysical Journal Letters, zanjan el debate de varias décadas sobre la naturaleza de las ondas en las regiones activas del Sol, donde el campo magnético es particularmente fuerte y aparecen con frecuencia las manchas solares.

"El fenómeno es similar al que se produce en el interior de un instrumento musical de viento o en la cuerda de una guitarra: al estar las ondas confinadas en una cavidad, determinadas frecuencias se ven reforzadas”, señala Tobías Felipe, investigador del IAC y principal autor de ambos artículos.

“En el caso del Sol –continúa–, la fuerte variación de la temperatura que existe cerca de su superficie y en una zona conocida como región de transición es lo que produce que las ondas sean reflejadas y queden encerradas en esta cavidad resonante".

Simulaciones en un supercomputador

Para este trabajo se han desarrollado simulaciones numéricas en el superordenador Teide-HPC, una infraestructura gestionada por el Instituto Tecnológico y de Energías Renovables, en Tenerife.

El hallazgo también proporciona una nueva aplicación para poder inferir las propiedades de la atmósfera solar a partir del análisis de sus oscilaciones

"Gracias a las simulaciones, hemos podido evaluar multitud de modelos que nos han permitido identificar cuáles son las mejores medidas observacionales para confirmar la presencia de la cavidad resonante y descartar aquellas cuya interpretación puede ser discutible", explica Christoph Kuckein, investigador del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam y coautor del estudio.

"Las observaciones en alta resolución tomadas en los telescopios solares del Observatorio del Teide (GREGOR y VTT) también nos permiten ver en detalle las fluctuaciones de la velocidad y la temperatura en varias capas de la atmósfera solar, y los datos concuerdan perfectamente con las predicciones de las simulaciones numéricas", añade Sergio González Manrique, investigador recientemente incorporado al IAC.

Además de esclarecer un enigma que se ha mantenido durante varias décadas, este hallazgo proporciona una nueva aplicación para poder inferir las propiedades de la atmósfera solar a partir del análisis de sus oscilaciones. "Estos trabajos futuros se beneficiarán de los datos obtenidos con la siguiente generación de telescopios solares, como el Telescopio Solar Europeo, que se instalará en La Palma", concluye Felipe.

Fuente: IAC, SINC
Derechos: Creative Commons.

El Sol como nunca se había visto: las imágenes más cercanas jamás tomadas

Solar Orbiter, la misión más ambiciosa de la Agencia Espacial Europea, muestra los primeros resultados y descubre «hogueras» omnipresentes en toda la superficie solar

La sonda Solar Orbiter descubre microllamaradas en la superficie del Sol en Videos

El 30 de mayo, el Orbitador Solar estaba aproximadamente a medio camino entre la Tierra y el Sol, lo que significa que estaba más cerca del Sol que ningún otro telescopio solar. Esto permitió a EUI ver características en la corona solar de solo 400 km de diámetro - Solar Orbiter/EUI Team (ESA & NASA); CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL | Vídeo: ATLAS

En 1610 Galileo Galilei publicaba su famosa obra «Sidereus Nuncius», un pequeño diario de las primeras observaciones del espacio a través de un telescopio de catorce aumentos. 

Entre las notas, el padre de la astronomía moderna recogía que el Sol tenía «unas manchas negras» sobre su superficie, y que el astro rey lanzaba una suerte de «llamaradas» inexplicables. 

En un momento en que la Tierra se creía el centro del Universo, algunos estudiosos de la época calificaron estos fenómenos como «impurezas» o incluso «ilusiones ópticas». «Sobre la esencia, el lugar y el movimiento de dichas manchas, ante todo no cabe duda que son cosas reales», escribía Galileo respondiendo a aquellas disparatadas teorías. 

Hoy, cuatro siglos más tarde, la humanidad sabe que Galileo tenía razón; aunque aún sigue sin tener claro qué son exactamente aquellas manchas y cómo funciona realmente nuestra estrella. Pero está en camino de averiguarlo.

Concretamente a 77 millones de kilómetros del Sol, donde se encuentra actualmente la nave europea Solar Orbiter, la misión más ambiciosa capitaneada por la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la NASA. La sonda, lanzada desde Cabo Cañaveral el pasado 10 de febrero, acaba de terminar la fase de puesta a punto de sus instrumentos, un total de diez -dos con sello español-. 

Y solo con «encender el botón» para comprobar que todo funciona correctamente, la misión ya ha obtenido sorprendentes resultados: aparte de ser las instantáneas más cercanas del Sol jamás tomadas por el hombre -ha habido otras sondas que se han acercado más, pero ninguna con cámaras-, se han revelado micro llamaradas por toda la superficie solar, algo así como pequeñas «hogueras»; además, se ha comprobado que la nave es capaz de procesar «in situ» imágenes más del doble de rápido que en la Tierra gracias a un chip de fabricación española; y las pruebas preliminares apuntan a que Solar Orbiter está lista y preparada, llamada a hacer historia en la física solar moderna.

Imágenes tomadas por los instrumentos EUI y PHI del Sol a 77 millones de kilómetros de la estrella en diferentes longitudes de onda - Solar Orbiter (ESA & NASA)

Mini fulguraciones por todo el Sol

«Estas son solo las primeras imágenes y ya podemos ver fenómenos nuevos muy interesantes», explica en rueda de prensa online Daniel Müller, científico del Proyecto Solar Orbiter de la ESA.



Lo más llamativo, sin duda, son esas «minifulguraciones» captadas gracias al instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) durante su órbita elíptica más cercana al Sol. 
«Las micro llamaradas son familiares de las erupciones solares que podemos observar desde la Tierra, pero millones o mil millones de veces más pequeñas», afirma David Berghmans, del Real Observatorio de Bélgica (ROB), investigador principal del instrumento EUI, que toma imágenes de alta resolución de las capas inferiores de la atmósfera de nuestra estrella. 
«El Sol puede parecer tranquilo a primera vista, pero cuando miramos en detalle, podemos ver esas ‘bengalas’ en miniatura por todos lados».

Solar Orbiter/EUI Team (ESA & NASA); CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

Los científicos aún no saben si esas micro llamaradas son solo pequeñas versiones de grandes erupciones o responden a otro tipo de mecanismo. Aún así, ya existen teorías que apuntan a que podrían estar contribuyendo a uno de los fenómenos más misteriosos del Sol, el calentamiento coronal: de momento se desconoce por qué la corona solar, la capa más externa de la atmósfera de nuestra estrella, está a una temperatura de más de un millón de grados centígrados, mientras que la superficie de la estrella registra «solo» unos 5.500 grados centígrados. Conocer la explicación detrás de esta «anomalía» es el «Santo grial» de la física solar.

«Obviamente es demasiado pronto para saberlo, pero esperamos que al conectar estas observaciones con mediciones de otros instrumentos, que son capaces de 'sentir' el viento solar, podamos responder a algunos de estos misterios», apostilla Yannis Zouganelis, científico adjunto del Proyecto Solar Orbiter en la ESA. Aquí precisamente entrará en juego uno de los instrumentos españoles, el Energetic Particle Detector (EPD), que continuamente durante el viaje recabará datos de las partículas energéticas que pasen a su alrededor.

En sus primeras mediciones, los sensores de EPD también han dado gratas sorpresas. «Hay una actividad constante de partículas supratérmicas -que tienen una energía más potente de las partículas que emanan del viento solar- que sospechamos que pueden estar relacionadas con las propiedades del campo magnético interplanetario que envuelve todo el Sistema Solar, pero aún es pronto para sacar conclusiones», explica para ABC Javier Rodríguez-Pacheco, catedrático de Astronomía y Astrofísica de la UAH e investigador principal de EPD.

El lado «oculto» del Sol

Pero las partículas que más preocupan a los expertos del clima espacial son las que emanan de las potentes erupciones solares, en las que se libera la energía equivalente a millones de bombas atómicas. Estas aceleran y cargan el viento solar hasta cotas que pueden ser peligrosas para la vida en la Tierra, ya que son capaces de dañar desde los satélites que orbitan alrededor de nuestro planeta a, en casos extremos, las redes eléctricas del suelo terrestre -como demostró el evento Carrington-. Y, aparte de estudiarlas sobre el terreno con instrumentos como el EPD, Solar Orbiter monitorizará otros fenómenos que están estrechamente relacionados con estas tormentas solares, como, en efecto, las manchas de las que fue testigo Galileo.

Tormentas solares: la amenaza invisible en Videos

Hasta ahora se sabe que estas manchas solares, a pesar de registrar temperaturas más bajas que el resto de la superficie, cuentan con una intensa actividad magnética. Estas zonas más oscuras aparecen, crecen, cambian de dimensiones y de aspecto para luego desaparecer al cabo de semanas o incluso meses. El problema es que, hasta ahora, solo podíamos verlas desde la perspectiva de la Tierra. «Pero con Solar Orbiter podremos seguir su trayectoria y verlas evolucionar desde puntos que hasta ahora estaban ocultos», explica a ABC José Carlos del Toro Iniesta, investigador del IAA-CSIC y que colidera junto a Alemania el instrumento SO/PHI, encargado de mapear la actividad magnética del Sol.

«En este momento, estamos en la parte del ciclo solar de 11 años cuando el Sol está muy tranquilo», explica Sami Solanki, director del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga (Alemania), e Investigador Principal de PHI junto a Del Toro. «Pero debido a que Solar Orbiter está en un ángulo diferente que la Tierra, podremos ver una región activa que no era observable desde nuestro punto de vista». Es decir, tener un «espía» detrás del Sol mientras desde los observatorios terrestres también se hacen mediciones. Así, en las primeras pruebas, el instrumento ha demostrado su capacidad para captar cómo varía la intensidad del campo magnético solar tanto a nivel global como enfocado en zonas concretas más pequeñas, proporcionando increíbles imágenes de las que algunas han sido procesadas en la propia nave por un chip creado en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) que es capaz de realizar la tarea en 20 minutos, mientras que en la Tierra costaría cincuenta ordenadores y una hora. «Jamás se había desarrollado este tipo de dispositivo ni siquiera para observaciones desde tierra y ahora hemos visto que funciona estupendamente», confirma Del Toro.

Imagen del Sol con el telescopio de disco entero de SO/PHI (izquierda). Mapa del campo magnético solar obtenido con el mismo telescopio (centro). Campo magnético solar con el telescopio de alta resolución (derecha). Los colores verdes y marrones representan las dos polaridades (Norte y Sur) del campo magnético. - SOLAR ORBITER/ PHI/ ESA/ NASA

«Todos estamos muy entusiasmados con estas primeras imágenes, pero esto es solo el principio», finaliza Müller. A partir de aquí a Solar Orbiter le quedan dos años para acercarse a unos 48 millones de kilómetros del Sol, elevarse en el plano y enseñarnos, entre otras muchas cosas, los polos de nuestra estrella, algo antes nunca visto por el hombre. Para todo hay una primera vez, diría Galileo.

Fuentes: ABC

Las mejores postales del eclipse solar “anillo de fuego” del 21 de junio

La luna se mueve frente al sol durante un eclipse solar anular visto a través de las nubes desde Nueva Delhi. Foto: AFP

Este fenómeno astronómico solo se produce una o dos veces al año. Pudo ser apreciado en vivo en África, pero fue transmitido en tiempo real para otros territorios como Ecuador, México, Perú, Argentina y España.

Numerosos astrónomos aficionados tuvieron la suerte de observar este 21 de junio un eclipse solar excepcional del tipo “círculo de fuego”. Aunque el fenómeno astronómico solo pudo ser visible en el cielo de África del Este, otros continentes también lo apreciaron gracias a una transmisión en vivo de Virtual Telescope Project.

El eclipse solar empezó poco después de la salida del sol en el centro del continente africano, atravesando la República Democrática del Congo, Sudán del Sur y el norte de Etiopía. Luego avanzó hacia Asia y terminó en el océano Pacífico, en el sur de la isla de Guam.

En este tipo de eclipse, la Luna pasa por delante del Sol, en alineación con la Tierra y lo oculta parcialmente, pero deja visible un anillo del astro rey, conocido como “círculo de fuego”.

En Nairobi, la capital de Kenia, un poco al margen de la mejor visibilidad, pudieron observar un eclipse parcial. Las nubes taparon el momento preciso en que la Luna tenía que ocultar al Sol.

Esta combinación de imágenes creadas el 21 de junio de 2020 muestra la luna moviéndose frente al sol durante un eclipse solar anular como se ve en Hong Kong. Foto: AFP

Pese a ello, “fue muy emocionante”, dijo a la AFP Susan Murabana, fundadora con su marido del programa educativo Travelling telescope (el telescopio itinerante).

“Me obsesionan los eclipses. Es una de las cosas que me llevó a interesarme por la astronomía”, afirmó.

Instalada con su telescopio en la azotea de un barrio residencial, la pareja compartió las imágenes del eclipse con decenas de personas, a través de Facebook y Zoom.

Eclipse solar anular visto a través de las nubes desde Nueva Delhi el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

Una imagen muestra un eclipse desde el condado de Yunlin, centro de Taiwán, el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

En circunstancias normales, seguramente habrían llevado a la gente cerca del lago Magadi (sur), donde el cielo está más despejado que en Nairobi.

Pero debido a la pandemia de coronavirus, los desplazamientos para entrar y salir de la capital no están autorizados desde hace varias semanas.

Eclipse solar anular en Hong Kong el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

Eclipse solar anular en la aldea de Bullawala, en Dehradun, el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

Susan lamenta no haber podido hacer “lo de siempre”, pero está contenta de haber “compartido” esta experiencia en las redes sociales y promete “cazar otros” eclipses.

Solo el 2 % de la superficie de la Tierra está afectado por la fase total del eclipse, y es lo que lo convierte en un fenómeno excepcional.

Eclipse solar anular visto a través de las nubes desde Katmandú el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

La luna cubre parcialmente el sol durante un eclipse solar anular visto desde Siliguri, en India, el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

Eclipse solar anular visto desde Siliguri el 21 de junio de 2020. Foto: AFP

Es menos espectacular que un eclipse total, donde el espacio que ocupa la Luna en el cielo corresponde exactamente al espacio que ocupa el Sol y provoca la noche, como fue el de Chile, Argentina y Uruguay en julio de 2019.

Asia y África pudieron disfrutar del eclipse. Foto: AFP

"Anillo de fuego" del eclipse del 21 de junio. Foto: AFP

"Por ejemplo, en Sri Lanka, se les dice a las mujeres embarazadas que no salgan al exterior por temor a que sus bebés nazcan con malformaciones cardíacas. Pero, queremos mostrarle a la gente que un eclipse es sólo un juego de sombras y luces", explica.

En cambio, los especialistas destacan la necesidad de utilizar gafas especiales para eclipses, o máscaras de soldador homologadas, o simplemente usar los medios de observación de los astrónomos aficionados, pero no mirar al astro sin ninguna protección, lo que incluye a los lentes de sol que no filtran los rayos UV.

En los países del Golfo, la observación del fenómeno estuvo obstaculizada por la humedad y el polvo, propios del calor veraniego (bore

Sólo el 2% de la superficie de la Tierra está afectado por la fase total del eclipse, y es lo que lo convierte en un fenómeno excepcional.

Viendo el eclipse con lentes. Foto: Reuters

Eclipse solar “anillo de fuego” deslumbró a habitantes de África y Asia.

En la mayoría de los lugares solo se vio un eclipse parcial, y un puñado de personas presenció el verdadero “anillo de fuego”.

¿Cuándo será el próximo eclipse solar y dónde será visible?

Si bien, el venidero anillo de fuego creado por un eclipse solar solo será visible para el continente africano y asiático, para diciembre se pronostica otro fenómeno como este, que sí será visible para Sudamérica.

Este hecho ocurriría el lunes 14 de diciembre del presente año y podría verse en Ecuador, Chile, Bolivia, Perú, Argentina, Uruguay y Paraguay.

¿Es peligroso para la vista?

Los expertos advierten que no se debe mirar directamente al sol durante este fenómeno. Ni siquiera a través de radiografías, diapositivas ni gafas sin un filtro específico.

Esto se debe a que el Sol emite una gran cantidad de radiación que al atravesar el ojo se concentra en la retina, a la que puede dañar provocando ceguera parcial o total irreversible.

Fuentes: la republica, el pais, adn 40,  la vanguardia, marca

Despegue de Solar Orbiter, la misión de la ESA que estudiará el Sol de cerca

La sonda Solar Orbiter de la ESA despegó a bordo de un cohete Atlas V 411 desde Cabo Cañaveral (Florida, EE. UU.) a las 05:03 CET del 10 de febrero, dando comienzo a su misión para estudiar el Sol desde nuevas perspectivas.

La estación terrestre de New Norcia recibió las primeras señales de la nave a las 06:00 CET, tras la separación de la etapa superior del lanzador en órbita baja terrestre.

Mirando al Sol

Solar Orbiter, una misión de la ESA con fuerte participación de la NASA, ofrecerá las primeras imágenes de las ignotas regiones polares del Sol, lo que permitirá conocer como nunca antes el funcionamiento de nuestra estrella progenitora.

También investigará cómo la intensa radiación y las partículas energéticas que emite el Sol y transporta el viento solar afectan a nuestro planeta, para así poder comprender y predecir mejor los periodos de tormentas espaciales. Estas tormentas podrían poner fuera de juego nuestras redes eléctricas, perturbar el tráfico aéreo y las telecomunicaciones, y hacer peligrar a los astronautas durante los paseos espaciales, por ejemplo.

Solar Orbiter

“Los humanos siempre hemos sabido de la importancia del Sol para la vida en la Tierra, y lo hemos observado e investigado su funcionamiento a fondo. Pero también somos conscientes del potencial que posee para perturbar nuestra vida cotidiana si nos encontramos en la línea de fuego de una potente tormenta solar”, reconoce Günther Hasinger, director de Ciencia de la ESA.

“Al finalizar la misión Solar Orbiter, tendremos más información que nunca sobre la fuerza oculta responsable del comportamiento cambiante del Sol y su influencia en nuestro planeta”.

“Solar Orbiter va a hacer cosas asombrosas. En combinación con el resto de las misiones que la NASA acaba de lanzar para estudiar el Sol, nos ofrecerá información sin precedentes sobre nuestra estrella —señala Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la NASA para Ciencia desde la sede de la agencia en Washington—.

Junto a nuestros socios europeos, vamos a inaugurar una nueva era de la heliofísica, que transformará el estudio del Sol y contribuirá a la seguridad de los astronautas durante sus misiones a la Luna dentro del programa Artemis”.

Solar Orbiter at IABG

En su acercamiento máximo, Solar Orbiter se situará dentro de la órbita de Mercurio, a unos 42 millones de kilómetros de la superficie solar. La avanzada tecnología de su escudo térmico garantizará la protección de los instrumentos científicos de la nave cuando tenga que soportar temperaturas de hasta 500 °C, hasta 13 veces el calor que sufren los satélites en órbita terrestre.

“Tras veinte años desde su concepción, seis años de construcción y más de un año de pruebas, hemos creado junto a nuestros socios industriales nuevas tecnologías termorresistentes y afrontado con éxito el desafío de construir una nave preparada para mirar al Sol y estudiarlo de cerca”, añade César García Marirrodriga, responsable del proyecto Solar Orbiter de la ESA.

Nuevas perspectivas de nuestra estrella progenitora

Solar Orbiter solo tardará dos años en alcanzar su órbita operativa inicial, empleando maniobras de asistencia gravitatoria en la Tierra y en Venus para entrar en una órbita muy elíptica alrededor del Sol. La nave aprovechará la gravedad de Venus para salirse del plano de la eclíptica del sistema solar, que alberga las órbitas planetarias, y aumentar su inclinación para ofrecernos nuevas vistas de los polos del Sol, desconocidos hasta ahora.

Los polos no son visibles desde la Tierra y otras astronaves, pero los científicos creen que son fundamentales para comprender la actividad del Sol. A lo largo de los cinco años previstos para la misión, Solar Orbiter alcanzará una inclinación de 17° por encima y por debajo del ecuador solar. Durante la ampliación propuesta, la inclinación llegaría a ser de 33°.

 

Fuentes: ESA en Español

Capturan la imagen más detallada nunca vista de la superficie del Sol

Detalle de las 'celdas' NSO/AURA/NSF

El telescopio solar Inouye de la National Science Foundation estadounidense ha capturado las imágenes más detalladas nunca vistas de la superficie del Sol. Las increíbles fotografías y vídeos muestran que el sol está compuesto de "celdas" que permanente movimiento.



La agencia ha publicado también vídeos que muestran la evolución de estas celdas.
Aparte de la belleza de las imágenes, el telescopio Inouye, de cuatro metros de largo, permitirá entender mejor la actividad solar, la llamada "meteorología del sol" y las erupciones magnéticas, que tienen importantes impactos en la navegación, el tráfico aéreo, los satélites y las redes eléctricas y de comunicación.

Los científicos aseguran que acceder a imágenes de esta resolución marca un antes y un después en la ciencia solar. "El sol, nuestra estrella más cercana, sigue siendo tan misterioso y caótico como siempre" explican en su blog.

Las primeras imágenes del Telescopio Solar Inouye muestran una vista de altísima resolución de la superficie del Sol, que puede proporcionar detalles importantes para los científicos.

La NSF explica en un comunicado que "Las imágenes muestran un patrón de plasma turbulento "hirviendo" que cubre todo el Sol. Las estructuras celulares, cada una del tamaño de Texas, son la firma de violentos movimientos que transportan el calor desde el interior del Sol hasta su superficie. Ese plasma solar caliente se eleva en los brillantes centros de las 'células', se enfría y luego se hunde bajo la superficie en carriles oscuros en un proceso conocido como convección."

Este proceso explicaría cómo el Sol canaliza la energía desde el interior hasta la llamada corona solar y también por qué la corona solar está a una temperatura de más de un millón de grados.

La imagen cubre una superficie de 36.500 x 36.500 kilómetros. El tamaño de una de las celdas es similar al del estado de Texas.

Así es la superficie del Sol NSO/AURA/NSF
El Sol, un gran desconocido a pesar de permitir la vida en la Tierra

El sol como un monstruoso reactor nuclear que quema unas cinco millones de toneladas por segundo de hidrógeno, según la nota explicativa de la NFS. Lleva 5.000 millones de años haciéndolo y seguirá haciéndolo durante otros 4.500 millones de años, según las estimaciones.

Emite radiaciones de viento solar hasta los confines del sistema solar. Los científicos consideran que la Tierra está situada en la atmósfera solar. Pero se desconocen muchos detalles de su proceso vital.

En la Tierra, podemos predecir con mucha precisión si va a llover en cualquier lugar del mundo, pero en la meteorología espacial no estamos en ese punto", explica Matt Mountain, presidente de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA), que maneja el Telescopio Solar Inouye. "Nuestras predicciones van 50 años por detrás de las del clima terrestre, si no más. Lo que necesitamos es comprender la física subyacente detrás del clima espacial, y esto comienza en el sol, que es lo que el Telescopio Solar Inouye estudiará en las próximas décadas".

El telescopio solar Daniel K. Inouye, de la National Science Foundation tiene cuatro metros de diámetro y está situado en la cima de Haleakal, en la isla hawaiana de Maui, a 3.000 metros de altitud, permitiendo una posición de observación privilegiada.

"Con la mayor apertura de cualquier telescopio solar, su diseño único, y los instrumentos de última generación, el Telescopio Solar Inouye - por primera vez - será capaz de realizar las mediciones del sol más complicadas", dijo Rimmele. "Después de más de 20 años de trabajo de un gran equipo dedicado a diseñar y construir un observatorio de investigación solar de primera clase, estamos cerca de la línea de meta. Estoy extremadamente emocionado de estar en primera línea para observar las primeras manchas solares del nuevo ciclo solar que acaba de surgir con este increíble telescopio" declaró Thomas Rimmele, director del telescopio.

Las informaciones obtenidas por el Inouye se complementarán con las misiones Parker Solar Probe, de la NASA y la Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea y la NASA. "Es un momento muy excitante para ser físico" dice Valentin Pillet, director del Observatorio Solar de la NSF. "En conjunto, [estas misiones] constituyen una empresa puramente multi-canal para entender cómo las estrellas y sus planetas están conectados magnéticamente".
Fuentes: Euronews

Una explicación al misterio de las altas temperaturas de la corona solar

La corona solar es la capa más externa del Sol, un aura de plasma que se extiende a largo de millones de kilómetros y que podemos ver desde la Tierra durante los eclipses solares. Sus altas temperaturas han sido durante mucho tiempo un misterio. Por lo general, cuanto más cerca estamos de una fuente de calor, más cálidos nos sentimos. Sin embargo, esto es lo contrario de lo que parece suceder en el Sol: sus capas externas son más cálidas que la fuente de calor en su superficie.

Además, durante más de 60 años, las observaciones del Sol demostraban que las ondas magnéticas crecían en fuerza a medida que abandonan el interior solar, pero hasta ahora se ignoraba por qué pasaba esto. Ahora un estudio internacional, publicado esta semana en la revista Nature Astronomy parece ofrecer una explicación a estos enigmas.

Los científicos han aceptado durante mucho tiempo que las ondas magnéticas canalizan la energía desde el vasto depósito de energía interior del Sol, que es alimentado por fusión nuclear, hacia las regiones externas de su atmósfera. Los investigadores han tratado, por tanto, de comprender cómo se genera y se propaga el movimiento ondulatorio en toda la estrella.

Ahora un equipo dirigido por la Universidad de Queen en Belfast (Reino Unido), que incluye científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y otros centros de de cinco países, han formado un consorcio llamado Ondas en la atmósfera solar inferior (WaLSA) para llevar a cabo la investigación, realizando observaciones en alta resolución con el telescopio solar Dunn de la National Science Foundation, en Nuevo México (EE UU).

“Esta nueva comprensión del movimiento de las ondas puede ayudarnos a descubrir la pieza que falta en el rompecabezas de por qué las capas externas del Sol están más calientes que su superficie, a pesar de estar más lejos de la fuente de calor”, explica David Jess, de la Facultad de Matemáticas y Física de la Universidad de Queen e investigador principal.

“Al dividir la luz del Sol en sus colores básicos pudimos examinar el comportamiento de ciertos elementos de la tabla periódica dentro de su atmósfera –continúa–, incluyendo el silicio (formado cerca de la superficie del Sol), el calcio y el helio (formado en la cromosfera donde la amplificación de la onda es más evidente).”

Y añade: “Las variaciones en los elementos permitieron descubrir las velocidades del plasma del Sol. Se compararon as escalas de tiempo sobre las que evolucionaron, lo que permitió registrar las frecuencias de las ondas del Sol. Esto es similar a cómo un conjunto musical complejo se deconstruye en notas y frecuencias básicas mediante la visualización de su partitura musical”.

Posteriormente, el equipo ha podido hacer simulaciones informáticas usando superordenadores. “Como resultado, hemos descubierto que el proceso de amplificación de ondas se puede atribuir a la formación de un ‘resonador acústico’, donde los cambios significativos de temperatura entre la superficie del Sol y su corona exterior crean límites que son parcialmente reflectantes y actúan para atrapar las ondas, lo que les permite intensificar y crecer dramáticamente en fuerza”, informa el coautor del IAC Andrés Asensio Ramos.

Los investigadores también han encontrado que el grosor de la cavidad de resonancia, la distancia entre los cambios significativos de temperatura, es uno de los principales factores que rigen las características del movimiento de onda detectado.

“Este efecto –señala Jess– es similar a cómo una guitarra acústica cambia el sonido que emite a través de la forma de su cuerpo hueco. Si pensamos en esta analogía, podemos ver cómo las ondas capturadas en el Sol pueden crecer y cambiar a medida que salen de su superficie y se mueven hacia las capas exteriores y exteriores”.

La comunidad mundial de físicos está haciendo planes para realizar nuevas investigaciones sobre el Sol utilizando los telescopios solares de última generación que estarán disponibles en los próximos años, como el Telescopio Solar Europeo (EST), que se instalará en Canarias.

Fuente: https://www.agenciasinc.es/