Este gráfico proporciona un resumen de lo que la misión Solar Orbiter de la ESA, así como el modelado por computadora, revelaron los brotes en el primer año de la misión. Los incendios son llamaradas solares en miniatura que aparecen como brillos de corta duración en la corona inferior, enraizados en las concentraciones de flujo magnético de la cromosfera. Fueron identificados por primera vez en datos de la cámara Extreme Ultraviolet Imager, y las simulaciones por computadora brindan información sobre los fenómenos del campo magnético que los impulsan. Fuente: Imagen del sol: Solar Orbiter / EUI Team / ESA & NASA; Datos: Berghmans et al. (2021) y Chen et al. (2021).
Las simulaciones por computadora muestran que las llamaradas solares en miniatura llamadas “focos”, descubiertas el año pasado por el Solar Orbiter de la ESA, probablemente estén impulsadas por un proceso que puede contribuir significativamente al calentamiento de la atmósfera exterior o corona del Sol. Si se confirma con más observaciones, agrega una pieza crucial al rompecabezas sobre qué calienta la corona solar, uno de los mayores misterios de la física solar.
Las hogueras son uno de los muchos temas discutidos durante una sesión especial dedicada a los primeros resultados del proyecto Solar Orbiter en Asamblea General de la Unión Europea de Geociencias (EGU) hoy.
Calentamiento misterioso
El sol tiene una característica misteriosa: de alguna manera, la delgada atmósfera exterior contiene un millón de grados de gas y la superficie del sol está a solo 5500 ° C.La lógica te diría que si tienes un cuerpo que está muy caliente por dentro y relativamente frío en el superficie, cuanto más te alejes, debería estar aún más frío. Pero lo peculiar de la corona del Sol, y de muchas otras estrellas, es que comienza a calentarse cuanto más te mueves por encima de la superficie. Durante las últimas décadas, se han presentado muchas ideas sobre el campo magnético del Sol, pero cómo se produce, transporta y disipa la energía ha sido fuente de mucho debate.
Ingrese a Solar Orbiter, uno de cuyos objetivos clave es descubrir este misterio.
Las imágenes de la “primera luz” de la cámara Solar Orbiter Extreme Ultraviolet Imager (EUI) ya han proporcionado detalles asombrosos pocos meses después de su lanzamiento el año pasado, y desde entonces han revelado más de 1.500 reflejos diminutos y parpadeantes llamados focos. Estos brotes de corta duración duran de 10 a 200 segundos y tienen un recorrido de 400 a 4000 km. Los eventos más pequeños y débiles no observados anteriormente parecen ser los más abundantes y representan la estructura sutil nunca antes vista de la región donde se sospecha el secreto del calentamiento.
Incendios modelo
El Dr. Yajie Chen es estudiante de la Universidad de Pekín en China y trabaja con el profesor Hardi Peter del Instituto de Investigación del Sistema Solar de Pekín. Max Planck en Alemania y sus colegas utilizaron un modelo de computadora para explorar la física de los incendios, con primeros resultados emocionantes.
“Nuestro modelo calcula las emisiones o la energía solar, como cabría esperar de un instrumento de medición real”, explica Hardi. “El modelo generó reflejos similares a focos. Además, rastrea las líneas del campo magnético, lo que nos permite ver cambios en el campo magnético a lo largo del tiempo y alrededor de los eventos que se aclaran con el tiempo, lo que nos dice que un proceso llamado reconexión de componentes parece estar funcionando ”.
Reunión es un fenómeno bien conocido en el que las líneas del campo magnético de direcciones opuestas se rompen y luego se juntan nuevamente, liberando energía al hacerlo. La reconexión típica es entre líneas de campo dirigidas en direcciones opuestas, pero con la llamada reconexión de componentes, las líneas de campo son casi paralelas apuntando en una dirección similar y, por lo tanto, la reconexión ocurre en ángulos muy pequeños.
“Nuestro modelo muestra que la energía liberada de los aspectos más destacados al volver a conectar los componentes puede ser suficiente para mantener la temperatura de la corona solar como se predijo a partir de las observaciones”, dice Yajie.
“En uno de nuestros estudios de caso, encontramos que se ha desarrollado una cuerda de fundente [helical magnetic field lines winding around a common axis] en su lugar, inicia el calentamiento “, agrega Hardi”. Es emocionante encontrar estas diferencias, y estamos ansiosos por ver qué más información aportan nuestros modelos para ayudarnos a mejorar nuestras teorías sobre los procesos detrás del calentamiento. “
El equipo advierte que estos son días muy tempranos. Utilizaron este modelo para observar los siete eventos más brillantes generados en su simulación, que probablemente correspondan a los incendios más grandes observados por el EUI. La clave para los avances en la investigación serán las observaciones conjuntas del EUI y el espectrógrafo polarimétrico y heliosísmico (PHI) de la sonda espacial y el espectrógrafo de imágenes espectrales del entorno coronal (SPICE) tras el lanzamiento de la misión científica Solar Orbiter completa en noviembre. PHI revelará el campo magnético del sol y sus cambios en la superficie, mientras que SPICE medirá la temperatura y densidad de la corona.
trabajo en equipo
También fue posible obtener más información sobre los focos mediante la vinculación con el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, que está en órbita alrededor de la Tierra, para determinar la altura de los focos en la atmósfera solar.
“Para nuestra sorpresa, los incendios son muy bajos en la atmósfera solar, a unos pocos miles de kilómetros por encima de la superficie del Sol, la fotosfera”, dice David Berghmans, investigador principal de EUI. “Estos son días muy tempranos y todavía estamos aprendiendo mucho sobre las características del fuego. Por ejemplo, aunque los focos parecen pequeños bucles coronales, su longitud es en promedio un poco más corta para su altura, lo que sugiere que solo vemos algunos de ellos pequeños bucles. Pero nuestro análisis preliminar también muestra que los incendios realmente no cambian su altura en el transcurso de sus vidas, alejándolos de las características similares a las de un jet “.
Comprender las propiedades de los focos y su lugar entre otros fenómenos solares conocidos permitirá a los científicos profundizar en el problema del calentamiento por corona solar.
“Qué fantástico tener datos tan prometedores que pueden proporcionar una idea de uno de los mayores misterios de la física solar antes de que Solar Orbiter haya entrado siquiera en su fase científica nominal”, dice Daniel Müller, científico del proyecto Solar Orbiter de la ESA. “Nuestra misión es que podamos construir sobre los asombrosos cimientos de aquellos que han volado antes, y sobre las teorías y modelos presentados en las últimas décadas. Estamos ansiosos por ver qué detalles faltantes Solar Orbiter, y la comunidad solar que trabaja con nuestros datos, contribuirán a resolver las preguntas abiertas en este apasionante campo ”.
Solar Orbiter se encuentra actualmente en la “fase de sobrevuelo”, centrándose principalmente en la calibración de instrumentos, ya partir de noviembre de este año comenzará las observaciones coordinadas entre un conjunto de diez instrumentos de teledetección e in situ.
Solar Orbiter es una misión espacial para la colaboración internacional entre la ESA y la NASA.
“Pequeños brillos transitorios en una corona solar silenciosa: un modelo de puntos focales observado con el Solar Orbiter” por Y. Chen et al., Adoptado para su publicación en Astronomía y astrofísica.
“Luz solar ultravioleta extremadamente silenciosa observada por Solar Orbiter / EUI” por D. Berghmans et al., Adoptado para su publicación en Astronomía y astrofísica
“Estereoscopía de brillo extremo y silencioso del sol UV observado por Solar Orbiter / EUI” por A. Zhukov et al. Astronomía y astrofísica.
Proporcionado por la Agencia Espacial Europea