La atmósfera del Sol o corona está formada por un gas cargado eléctricamente llamado plasma y su temperatura ronda el millón de grados centígrados, mientras que la superficie del astro solo alcanza los 6.000 grados. Pero, si el calor procede del núcleo solar, ¿cómo es posible esta diferencia térmica?.
La respuesta es que debe de haber otro método para transferir energía al plasma pero ¿cuál?. Desde hace tiempo, los físicos solares creen que las turbulencias de la atmósfera pueden ser la causa pero conseguir los datos para comprobarlo, es casi imposible.
El Sol se investiga de dos maneras: con teledetección, en la que una sonda observa el Sol y su atmósfera en diferentes longitudes de onda y con mediciones in situ, en las que la nave vuela a través de la región que quiere investigar y toma medidas de las partículas y los campos magnéticos concretos.
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La teledetección muestra los resultados a gran escala, pero no los detalles de los procesos que tienen lugar en el plasma, mientras que las mediciones in situ proporcionan información muy específica sobre los procesos a pequeña escala en el plasma, pero no muestran cómo afectan a gran escala.
La nave Solar Orbiter y la Parker Solar Probe
Eso es lo que hacen la nave Solar Orbiter, de la ESA, y la Parker Solar Probe, de la NASA. La primera está diseñada para acercarse al Sol todo lo posible y hacer operaciones de teledetección y mediciones in situ, y la segunda se centra en realizar mediciones in situ.
Pero para aprovechar al máximo ambos enfoques, Parker Solar Probe tendría que estar dentro del campo de visión de uno de los instrumentos de Solar Orbiter para que la sonda europea pudiera registrar las consecuencias a gran escala de lo que Parker Solar Probe estuviera midiendo in situ.
Daniele Telloni es investigador del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) en el Observatorio Astrofísico de Turín y miembro del equipo responsable del instrumento Metis del Solar Orbiter, un coronógrafo que bloquea la luz de la superficie del Sol y toma imágenes de la corona, el instrumento perfecto para las mediciones a gran escala.
Con este instrumento, Daniele comenzó a buscar los momentos en los que Parker Solar Probe se alinearía y el 1 de junio de 2022 descubrió que las dos naves espaciales estarían prácticamente en la configuración orbital correcta: Solar Orbiter estaría mirando al Sol y Parker Solar Probe justo al lado.
La nave Solar Orbiter en un giro de 45 grados
Para que la sonda americana estuviera en el lugar perfecto solo hacía falta “un poco de gimnasia con Solar Orbiter: un giro de 45 grados y luego apuntarlo ligeramente lejos del Sol”, explica el investigador en un artículo publicado en la revista Astrophysical Journal Letters.
Así, Parker Solar Probe entró en el campo de visión y, juntas, las naves espaciales produjeron las primeras mediciones simultáneas de la configuración a gran escala de la corona solar y de las propiedades microfísicas del plasma.
“Este trabajo es el resultado de la contribución de muchísimas personas” cuyo trabajo ha permitido realizar la primera estimación combinada observacional e in situ de la tasa de calentamiento coronal, destaca Daniele.
Turbulencias atmosféricas
Al comparar los datos de las sondas con las predicciones teóricas, el equipo de Daniele ha demostrado que los físicos solares estaban casi con toda seguridad en lo cierto al pensar en las turbulencias de la atmósfera solar como causa del calentamiento del plasma de la corona.
Esas turbulencias no son muy distintas de lo que ocurre cuando se remueve el café por la mañana: Al estimular los movimientos aleatorios de un fluido, ya sea un gas o un líquido, la energía se transfiere a escalas cada vez más pequeñas, lo que culmina en la transformación de la energía en calor.
En la corona solar, el fluido también está magnetizado, por lo que la energía magnética almacenada también está disponible para ser convertida en calor, concluyen los autores.
“Se trata de una primicia científica. Este trabajo representa un importante paso adelante en la resolución del problema del calentamiento coronal”, destaca Daniel Müller, científico del proyecto.