La sonda solar Parker de la NASA encuentra pistas sobre el viento solar

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Parker Solar Probe está proporcionando a los investigadores de la NASA información sobre cómo el sol acelera las partículas a un millón de millas por hora.

Por Kenneth Chang

Las partículas de alta velocidad salen del sol como el agua de una ducha, informaron científicos el miércoles.

Los datos de Parker Space Probe, una nave espacial de la NASA que se lanzó en 2018 y ahora se abalanza para recopilar lecturas de la atmósfera exterior del sol, o corona, brindan pistas sobre cómo el sol genera el viento solar: un millón de millas por hora. corriente de una hora de electrones, protones y otras partículas cargadas que se precipitan hacia el sistema solar.

La investigación del viento solar se relaciona con un misterio que ha dejado perplejos a los científicos durante mucho tiempo: ¿por qué la corona, donde las temperaturas se elevan a millones de grados, es mucho más caliente que la superficie del sol, que es relativamente fría a 10,000 grados Fahrenheit?

La sonda Parker lleva el nombre de Eugene N. Parker, un astrofísico de la Universidad de Chicago que predijo por primera vez la existencia del viento solar en 1958.

El sol tiene una atmósfera de gases tenues que es arrastrada hacia abajo por la gravedad mientras que la presión generada por las reacciones de fusión dentro del sol empuja hacia arriba.

En general, las fuerzas se equilibran para que el sol no colapse ni se separe. Pero las fuerzas no se cancelan perfectamente en todas partes, y los cálculos del Dr. Parker muestran cómo el sol puede actuar como un globo con fugas.

"Si pones suficiente presión en el sistema", dijo Stuart Bale, físico de la Universidad de California, Berkeley, "la atmósfera puede escapar. Y a medida que escapa, se energiza".

En un artículo publicado el miércoles en la revista Nature, el Dr. Bale, que dirige un instrumento en Parker Solar Probe que mide los campos eléctricos y magnéticos en el viento solar, y sus colegas informaron que las corrientes de viento solar coinciden con los patrones de los gases calientes. gases ascendentes y más fríos que caen dentro del sol. Este fenómeno de convección, esencialmente lo mismo que ocurre en una tormenta eléctrica, produce flujos ascendentes y descendentes de hidrógeno dentro del sol, y el patrón de flujos, como tormentas eléctricas agrupadas una al lado de la otra, se conoce como supergranulación.

La convección de partículas cargadas genera campos magnéticos cambiantes que se estiran hasta que se rompen y se vuelven a conectar, liberando energía que contribuye al calentamiento de la corona. Esa reconexión parece acelerar las partículas del viento solar.

Observaciones anteriores del sol ya habían indicado que el viento solar sale de lo que se conoce como agujeros coronales, regiones donde el campo magnético continúa hacia el espacio exterior en lugar de envolverse y volver a caer en otro punto del sol.

Imagine un simple imán de barra, que genera un campo magnético de forma similar al que rodea la Tierra. En los polos, los campos magnéticos suben y bajan directamente; esos son los agujeros coronales.

Durante los períodos de calma del sol, la actividad solar varía en un ciclo de 11 años, desde comparativamente tranquila hasta hiperactiva, el campo magnético del sol posee esta configuración de imán de barra. Cuando se lanzó la nave espacial Parker, el sol estaba cerca de su mínimo.

Pero a medida que el sol se acerca al máximo de su ciclo, cuando el campo magnético está en pleno cambio de dirección, la estructura del campo se vuelve más compleja y aparecen más agujeros en la corona.

Los instrumentos de la nave espacial Parker detectaron que el viento solar no era uniforme sobre los agujeros coronales. En cambio, las partículas emergieron en "microflujos", como chorros de una ducha.

Los sensores de la sonda espacial "comenzaron a ver que el viento solar tenía una gran cantidad de estructura", dijo James Drake, profesor de física en la Universidad de Maryland y otro autor del artículo de Nature.

El patrón periódico de las microcorrientes coincidía con el de la supergranulación, lo que sugiere que la reconexión magnética cerca de la superficie del sol juega un papel clave en la aceleración de las partículas.

"Pude descifrar todas las características de la reconexión", dijo el Dr. Drake. "Pude calcular cuánta calefacción estaba funcionando. Y una vez que descubrimos cuánta calefacción, descubrí que era suficiente para impulsar el viento".

Y agregó: "No teníamos esto antes en absoluto".

Gary Zank, director del Centro de Plasma Espacial e Investigación Aeronómica de la Universidad de Alabama en Huntsville, dijo que los nuevos resultados son "un paso crucial e importante para responder al enigma de por qué la corona solar es un millón de grados más caliente que su superficie muy relativamente fría". El Dr. Zank no participó en la investigación, pero se desempeñó como uno de los científicos que revisaron el artículo para los editores de Nature.

"Básicamente dice: este es el mecanismo por el cual podemos comenzar a comprender cómo se lleva a cabo esa transferencia de energía", dijo el Dr. Zank.

Kenneth Chang ha estado en The Times desde 2000, escribiendo sobre física, geología, química y los planetas. Antes de convertirse en escritor científico, era un estudiante graduado cuya investigación involucraba el control del caos. @kchangnyt

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