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Desentrañan el misterio de las llamaradas solares

Las llamaradas solares se originan por un inmenso campo eléctrico que produce 4.000 voltios por metro y una cantidad de energía magnética por segundo equivalente a la explosión simultánea de cien mil bombas de hidrógeno de 50 megatones.

El 6 de septiembre de 2017 en el Sol se produjo un fenómeno equivalente a un terremoto: generó la llamarada más intensa de los últimos 10 años, acompañada de una potente erupción, que generó problemas en los sistemas terrestres de telecomunicación.

Tres años después, un equipo internacional de investigadores ha descubierto la física oculta detrás de esa reacción solar y comprobado que coincide con las predicciones teóricas previas sobre las llamaradas solares. Los resultados se publican en la revista Nature Astronomy.

El descubrimiento está basado ​​en las observaciones del Owens Valley Solar Array (OVSA), un conjunto de radiotelescopios astronómicos ubicado en el Owens Valley Radio Observatory (OVRO), cerca de Big Pine, California, diseñados para estudiar las actividades y los fenómenos del sol.

Gracias a estas observaciones, los astrónomos han podido acceder al núcleo de la potente llamarada solar y descubrir el campo magnético que la originó.

La intensa energía que generó la llamarada procedía de una enorme lámina de corriente eléctrica que se extendió a lo largo de 40.000 kilómetros a través del núcleo solar, produciendo unos impactantes 4.000 voltios por metro.

También generó una cantidad de energía magnética por segundo equivalente a la energía total liberada por la explosión de cien mil bombas de hidrógeno de 50 megatones al mismo tiempo.

Botella magnética crítica

Los investigadores también observaron en el interior de la llamarada una estructura magnética con forma de botella, situada a una altura de casi 20.000 kilómetros sobre la superficie del Sol.

Esa botella magnética, sugiere el equipo, es probablemente el sitio principal en el que los electrones altamente enérgicos de la llamarada quedaron atrapados y acelerados a una velocidad próxima a la de la luz.

Esa estructura sería crucial para producir o limitar los electrones relativistas, que son los electrones que se mueven a tal velocidad que su masa aumenta según lo predicho por la teoría especial de la relatividad.

Aproximadamente el 99% de los electrones relativistas de la llamarada se observaron congregándose en la botella magnética durante toda la emisión de cinco minutos de duración, destacan los investigadores.

Este descubrimiento es importante porque aportará información a las botellas magnéticas similares que se están desarrollando en laboratorio para confinar y acelerar partículas en algunos reactores de fusión.

Anticipar nuevas erupciones

Los investigadores dicen que esta descripción del motor central que impulsa erupciones tan poderosas puede ayudar también a las predicciones futuras sobre estos episodios solares, capaces de interrumpir tecnologías como las operaciones por satélite, GPS sistemas de navegación y comunicación, entre muchos otros.

Bin Chen, autor principal del artículo, explica al respecto en un comunicado: «Durante mucho tiempo se ha sugerido que la liberación repentina de energía magnética a través de la lámina de corriente eléctrica era la responsable de estas erupciones importantes, aunque nunca no se habían medido sus propiedades magnéticas. En nuestro estudio hemos medido por fin los detalles del campo magnético de esa lámina, lo que nos da una nueva comprensión del motor central de las principales llamaradas del sol «.

Energía oscura del sol

Dale Gary, coautor de esta investigación, explica a su vez que ese lugar en el que se almacena tanta energía y libera las erupciones solares era como la energía oscura del sol: solo se había deducido su existencia.

Las imágenes de los telescopios EOVSA permitieron iluminar esta región oscura del sol y analizar la radiación que permitió las mediciones y el resultado final.

El equipo comprobó además que las mediciones coincidían con los modelos previos que habían elaborado en los años 90 del siglo pasado para explicar la física oculta detrás de la llamarada solar.

Referencia

Measurement of magnetic field and relativistic electrons along a solar flare current sheet. Bin Chen et al. Nature Astronomy (2020). DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-020-1147-7

RedacciónT21

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