Proyectados por el magnetismo
2012/09/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
"Desde el punto de vista astrofísico, el Sol es una estrella normal, pero al ser la más cercana a nosotros nos interesa mucho", afirma el astrónomo Iñigo Arregi, desde Tokio. De hecho, Arregi es un físico teórico del Instituto IAC de las Islas Canarias y también estudia al Sol con la sonda Hinode de la Agencia Espacial Japonesa JAXA. "Colaboro en la planificación y seguimiento de las observaciones diarias de Hinode. Todos los días se revisan los datos recogidos en horas anteriores en busca de algo que pueda ser interesante".
La especialidad de Hinode es mirar de cerca la superficie del Sol, y Arregi conoce perfectamente su aspecto. Sin embargo, no es más que una apariencia. Se observa la superficie, pero realmente no existe. "El sol es una bola de gas por lo que no tiene superficie definida. La superficie visible a vista o mediante telescopios ópticos está definida por la última capa que emite luz blanca. Por eso le llamamos fotosfera".
El color de la supuesta superficie es importante, ya que el color de las estrellas depende de la temperatura, como el de los trozos de hierro calentados al fuego. A partir de una temperatura se colocan en rojo, y a partir de ahí se calientan para coger color naranja, amarillo y otros colores. Las más calientes son las estrellas azules. El Sol es amarillo-blanco por estar la superficie a 6.000 ºC. En una escala que clasifica las estrellas en función de la temperatura, el Sol es una estrella tipo G2: una estrella muy común, aunque no son de este tipo las galaxias más abundantes.
Además del color, hay algo que ver en esa supuesta superficie. Gracias a la sonda Hinode, Arregi es testigo diario. "En todo momento está lleno de millones de gránulos celulares, de unos 1.000 kilómetros de longitud y apenas duran unos minutos. También hay estructuras más grandes, supergranulares, de unos 30.000 km de longitud y varias horas de duración". Todo ello es un paisaje tallado por el campo magnético del Sol.
"El magnetismo es la característica que otorga al Sol una personalidad especial", afirma Arregi. El Sol, en definitiva, es una gran dinamo que crea un enorme campo magnético. "La zona atraviesa toda la estrella y su entorno. En la superficie, el magnetismo se explica por las manchas que aparecen aquí y allá". Y estas manchas son como puertas para el campo magnético.
En un viaje desde el interior del sol hacia fuera, a pesar de dejar atrás esta imagen, los caprichos del magnetismo no desaparecen. Al revés. La zona manda en todo lo que ocurre fuera, que es el mayor misterio del Sol para los científicos actuales.
El gran misterio del Sol
Aunque la superficie del Sol se encuentra a 6.000 ºC, la temperatura de la corona es mucho mayor. Millones de grados. Y, además, algo ocurre en la corona, que propulsa las partículas cargadas hacia el espacio. Todo lo que se escapa del sol se calienta y se acelera. ¿Pero cómo? Esta es una de las grandes preguntas sobre el Sol.
El viaje de las partículas cargadas comienza en la fotosfera visible a simple vista. Algunas de ellas, muy pocas, llegan a la Tierra, pero esta pequeña cantidad tiene una gran influencia. Interacciona violentamente con la magnetosfera terrestre; las partículas de gran energía cambian de forma la magnetosfera. Pero ¿dónde y cómo han obtenido energía estas partículas?
La respuesta a la pregunta Non es conocida. Está al principio del viaje. A medida que se asciende por encima de la superficie del Sol, la densidad de gas disminuye rápidamente. "El magnetismo domina la física que sucede allí. Esta zona de la baja atmósfera se denomina cromosfera. Esta región tiene una anchura vertical de 2.000 km, por lo que es una zona muy delgada que separa la superficie de la corona superior", explica Arregi. En la cromosfera las partículas se calientan hasta una temperatura de 10.000 ºC, pero sólo es el comienzo del efecto.
A partir de ahí comienza la corona del Sol, parte visible de los eclipses totales de Sol. "Las estructuras de la corona están relacionadas de alguna manera con el campo magnético que sale de las manchas de la superficie, pero la conexión entre la superficie inferior y la corona superior todavía no la entendemos con la precisión suficiente", explica Arregi.
Debido a que las partículas se calientan y aceleran principalmente en la corona, es evidente que las partículas absorben energía de algún lugar. Y ahí está el misterio, cómo pasa eso.
Tornados en el Sol
En julio publicaron una posible explicación en la revista Nature. Los astrónomos de la Universidad de Oslo han descubierto que la respuesta podría estar en corrientes magnéticas en forma de tornados. "Este mismo año hemos descubierto que hay tornados en el Sol", dice Arregi. "Estos tornados son remolinos de las líneas del campo magnético". Estos remolinos, junto con las partículas, transportan energía hacia el espacio. El grupo de Oslo, a través del observatorio SDO, ha estudiado estratigráficamente la trayectoria ascendente de las partículas.
Los astrónomos han detectado tornados magnéticos, lo que no significa que se produzca este único proceso en toda la corona. Porque una sola explicación no es suficiente. "Si consideramos cada proceso por separado, lo entendemos bastante bien. A nivel cualitativo, al menos, dan respuesta a muchas preguntas. A nivel cuantitativo, sin embargo, está por determinar si la energía que pueden aportar al calentamiento y a la aceleración de partículas es suficiente".
Hay un gran esfuerzo por recoger más datos de la corona del Sol y por suministrar datos a investigadores. Son muchas misiones. "Es difícil dar un número concreto", dice Arregi. "Para dar una idea, en este momento tenemos aproximadamente diez misiones estudiando el Sol desde el espacio. Aunque algunos son viejos, incluso después de haber superado bien su vida inicial, todavía son útiles y sus datos son importantes, como la misión SOHO. Otros más recientes, como el satélite Hinode de la agencia JAXA, los dos satélites STEREO de la NASA, que permiten visualizar la atmósfera del Sol de forma estereoscópica, o la misión SDO enviada hace dos años por la NASA para medir la corona solar y sus diferentes temperaturas. En la última década también se han diseñado varias misiones para estudiar el viento solar in situ: WIND y ACE, por ejemplo".
De cara al futuro, los esfuerzos se centran en dos aspectos generales. Por un lado, observar y comprender con más detalle la dinámica cromosfera-corona a través de las misiones IRIS y SOLAR-C de la NASA. Por otro lado, se lanzarán misiones que tratarán de conocer mejor la génesis y naturaleza del viento solar. "Dentro de cinco años la Agencia Europea pondrá en marcha Solar Orbiter para estudiar el viento solar y sus puntos de generación en los polos del Sol. Para ello se acercará a una distancia de 60 radios solares desde el Sol. Con la misión Solar Probe Plus de la NASA tienen previsto ir más cerca del Sol. En este caso, el observatorio alcanzará 8 radios solares (unos 6 millones de km) sobre la superficie del Sol, con el fin de medir directamente sus condiciones físicas".
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