Otro misterio resuelto: hallan el origen del 'viento solar lento'

Por 'viento solar' se entiende la emisión ininterrumpida de partículas de plasma del Sol hacia el espacio. Si ese viento viaja a más de 500 km por segundo se le considera 'rápido'. Si se desplaza a menos velocidad se describe como 'lento'.

Cuando el viento solar golpea la atmósfera de la Tierra, puede dar lugar a impresionantes auroras boreales, pero si las cantidades de plasma liberado son mucho mayores, en forma de eyección de masa coronal, pueden resultar peligrosas y causar daños importantes a los satélites y a los sistemas eléctricos y de comunicaciones.

Sin embargo, y a pesar de su importancia para nosotros y del hecho de que los científicos acumulan ya varias décadas de observaciones, las fuentes y los mecanismos que liberan, aceleran y transportan el plasma del viento solar a todo el Sistema Solar siguen sin comprenderse del todo, muy especialmente los que impulsan el viento solar lento.

En 2020 la Agencia Espacial Europea (ESA), con el apoyo de la NASA, lanzó la misión Solar Orbiter. Además de capturar las imágenes más cercanas y detalladas del Sol de que disponemos, la misión tiene entre sus objetivos principales medir el viento solar y determinar cómo y dónde se origina. Y ese trabajo ya está dando frutos.

Descrito como 'el laboratorio científico más complejo jamás enviado al Sol', la nave cuenta con diez instrumentos científicos diferentes a bordo, algunos 'in situ' para recolectar y analizar muestras del viento solar desde cerca, y otros de detección remota, instrumentos diseñados para capturar imágenes de alta calidad de la actividad en la superficie del Sol.

Ahora, y combinando los datos de estos instrumentos, los científicos han podido, por primera vez, acercarse al punto de origen del viento solar lento. Y han encontrado un mecanismo capaz de explicar cómo ese viento consigue abandonar el Sol y emprender su viaje a través del espacio.

«La variabilidad de las corrientes de viento solar medidas in situ desde una nave espacial cercana al Sol -explica Steph Yardley, de la Universidad de Northumbria y directora del estudio- nos proporciona mucha información sobre sus fuentes, y aunque estudios anteriores ya habían rastreado los orígenes del viento solar, los datos se obtuvieron desde mucho más cerca de la Tierra, cuando su riqueza ya se había perdido. Gracias a que Solar Orbiter viaja tan cerca del Sol, podemos capturar la naturaleza compleja del viento solar para obtener una imagen mucho más clara de sus orígenes y cómo esta complejidad es impulsada por los cambios en las diferentes regiones».

Se piensa que las diferentes velocidades entre el viento solar rápido y el lento se deben a las condiciones que hay en las diferentes áreas de la corona solar, la capa más externa de su atmósfera, donde se originan.

Así, tenemos regiones de 'corona abierta', donde las líneas del campo magnético se anclan al Sol en un solo extremo y se extienden hacia el espacio en el otro, creando una suerte de 'carretera' para que el material solar escape al espacio. Estas áreas son más frías y se cree que son la fuente del viento solar rápido. Por otro lado, en las llamadas regiones de 'corona cerrada' las líneas de su campo magnético están conectadas a la superficie solar en ambos extremos. Es decir, que están 'cerradas' y pueden verse como grandes bucles brillantes que se forman sobre regiones magnéticamente activas.

En ocasiones, estos bucles magnéticos cerrados se rompen durante un breve tiempo, tras el que vuelven a conectarse y cerrarse. Lo cual brinda una breve oportunidad al material solar para que escape de la misma manera en que lo hace a través de las líneas abiertas del campo magnético. Y uno de los objetivos de Solar Orbiter es, precisamente, probar la teoría de que el viento solar lento se origina justo en las zonas de corona cerrada, y que escapa al espacio en los breves intervalos entre la ruptura y la reconexión de las líneas magnéticas.

Un modo de comprobar esta teoría es medir la composición de las diferentes corrientes de viento solar. De hecho, la combinación de los iones pesados que contiene el material solar varía según su origen. Es decir, que no es la misma si procede de zonas de corona cerrada, más calientes, que si viene de áreas de corona abierta, más frías.

Utilizando las imágenes de la superficie del Sol captadas por Solar Orbiter, los investigadores lograron determinar que las corrientes lentas de viento solar venían de un área donde la corona abierta y la cerrada se unen, lo que demuestra la teoría de que el viento lento es capaz de escapar de las líneas cerradas del campo magnético gracias al proceso de ruptura y reconexión descrito arriba.

«Desde el principio -explica Daniel Müller, científico de la Solar Orbiter- uno de los objetivos centrales de la misión ha sido vincular los eventos dinámicos en el Sol con su impacto en la burbuja de plasma circundante de la heliosfera. Para lograr esto, necesitamos combinar observaciones remotas del Sol con mediciones in situ del viento solar a medida que pasa por la nave espacial. Estoy inmensamente orgulloso de todo el equipo por realizar estas complejas mediciones con éxito. Estos resultados confirman que Solar Orbiter es capaz de establecer conexiones sólidas entre el viento solar y sus regiones de origen en la superficie solar. Lo cual nos abre el camino para estudiar el origen del viento solar con un detalle sin precedentes».