Por primera vez en la historia, una nave espacial construida por humanos ha entrado en contacto con el Sol. El 28 de abril de 2021, la sonda solar Parker de la NASA voló hacia y a través de la corona solar, la atmósfera superior del Sol. No sólo quedó intacta, demostrando la eficacia del blindaje térmico de alta tecnología de Parker, sino que también tomó medidas in situ, lo que brindó una gran cantidad de datos nunca antes vistos sobre el corazón de nuestro Sistema Solar.
«El hecho de que la sonda solar Parker haya ‘tocado el Sol’ es un momento monumental para la ciencia solar y una hazaña verdaderamente notable«, asegura el astrofísico Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA.
«Este hito no sólo nos proporciona conocimientos más profundos sobre la evolución de nuestro Sol y sus impactos en nuestro Sistema Solar, sino que todo lo que aprendemos sobre nuestra propia estrella también nos enseña más sobre las estrellas en el resto del Universo«, insiste Zurbuchen.
«Podemos ver la nave espacial volando a través de estructuras coronales del Sol que se pueden observar durante un eclipse solar total«
La sonda solar Parker se lanzó en 2018, con el objetivo principal de analizar la corona solar. En su misión planeada de siete años, ha comenzado a hacer las primeras de un total de 26 aproximaciones cercanas, o perihelios, al Sol, utilizando un total de siete maniobras de asistencia por gravedad desde Venus para acercarla cada vez más. El perihelio de abril fue el octavo y el primero en entrar realmente en la corona.
En sus casi cinco horas dentro de la atmósfera solar, Parker midió las fluctuaciones en el campo magnético del Sol y tomó muestras de partículas. Anteriormente, nuestras estimaciones de estas propiedades se basaban en información externa.
«Volando tan cerca del Sol, la sonda solar Parker ahora detecta condiciones en la capa dominada magnéticamente de la atmósfera solar, la corona, que nunca antes habíamos podido medir«, comenta el astrofísico Nour Raouafi, científico del proyecto Parker en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins.
Parker entró en la corona a 19,7 radios solares
«Vemos evidencia de su presencia en la corona en datos de campo magnético, datos de viento solar y visualmente en imágenes. De hecho, podemos ver la nave espacial volando a través de estructuras coronales que se pueden observar durante un eclipse solar total«.
El Sol no tiene una superficie sólida. En cambio, su límite está definido por lo que llamamos la superficie crítica de Alfvén, donde la gravedad y los campos magnéticos del Sol son demasiado débiles para contener el plasma solar.
Créditos: NASA / Johns Hopkins APL / Naval Research Laboratory.
Por encima de este punto emerge el viento solar, que sopla con fuerza a través del Sistema Solar, tan rápido que las olas dentro del viento rompen con el Sol. Lo que llamamos la «superficie» del Sol, compuesta de células de plasma de convección turbulentas, y conocida como fotosfera, está muy por debajo.
Uno de los objetivos de Parker era conocer más sobre la superficie crítica de Alfvén; es decir, dónde está y cómo es su topografía, ya que no sabíamos nada sobre ello. Las estimaciones habían colocado la superficie crítica de Alfvén en algún lugar entre 10 y 20 radios solares desde el centro del Sol. Parker entró en la corona a 19,7 radios solares, descendiendo hasta tan solo 18,4 radios solares durante su recorrido por la corona. Un radio solar mide 695.700 kilómetros.
«Con la sonda solar Parker ahora volando hacia la corona dominada magnéticamente, obtendremos la información tan esperada sobre el funcionamiento interno de esta misteriosa región«
Curiosamente, la sonda pareció encontrar esporádicamente las condiciones magnéticas de la corona, lo que sugiere que la superficie crítica de Alfvén está arrugada. A profundidades más bajas, Parker encontró una estructura magnética conocida como serpentina coronal, que podemos ver formando un arco desde el Sol durante los eclipses solares. Los datos de Parker sugieren que estas estructuras son responsables de la deformación de la superficie crítica de Alfvén, aunque actualmente no se sabe por qué sucede esto.
Dentro de la serpentina, las condiciones eran más tranquilas que en la atmósfera solar circundante. Las partículas ya no golpeaban a la nave de manera tan caótica, y el campo magnético era más ordenado.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Mary P. Hrybyk-Keith.
Parker también investigó un fenómeno conocido como retroceso solar. Estas son torceduras en forma de Z en el campo magnético del viento solar, y actualmente no se sabe dónde o cómo se forman. Sabemos de los cambios desde la década de 1990, pero no fue hasta que Parker los investigó en 2019 que se conoce que son bastante más comunes de lo imaginado. Luego, en su sexto sobrevuelo, los datos de la sonda mostraron que los cambios ocurren a partir de parches.
Se esperan respuestas a preguntas fundamentales de la física de nuestra estrella
Ahora Parker los ha detectado dentro de la atmósfera solar, lo que sugiere que al menos algunos de los cambios provienen de la corona inferior.
«La estructura de las regiones con curvas coincide con una pequeña estructura de embudo magnético en la base de la corona«, afirma el astrónomo Stuart Bale, de la Universidad de California, Berkeley, autor principal de un artículo sobre el fenómeno publicado en The Astrophysical Journal. «Esto es lo que esperamos de algunas teorías, y señala una fuente para el propio viento solar«.
Todavía no sabemos cómo se formaron estas curiosas estructuras, pero con docenas de perihelios más por delante, acercándose a 9,86 radios solares del centro del Sol, es probable que obtengamos algunas respuestas bastante intrigantes.
«Hemos estado observando el Sol y su corona durante décadas, y sabemos que existe una física interesante para calentar y acelerar el plasma del viento solar. Aun así, no podemos decir con precisión qué es esa física«, comenta Raouafi.
«Con la sonda solar Parker ahora volando hacia la corona dominada magnéticamente, obtendremos la información tan esperada sobre el funcionamiento interno de esta misteriosa región«, concluye Raouafi.
Fuentes: NASA y Physical Review Letters.
