La corona solar tiene una temperatura anómala que, desde hace tiempo, es uno de los grandes retos de la astronomía moderna. Este aspecto del Sol (junto a otros detalles) es uno de los grandes misterios a los que se enfrenta la ciencia moderna. Ahora, un grupo de investigadores ofrece una perspectiva nueva.
El origen de la temperatura anómala de la corona solar
En un estudio reciente, un grupo de investigadores, de los Observatorios Yunnan de la Academia China de Ciencias, ha publicado una imagen física completa del calentamiento y la temperatura anómala de la corona solar. En realidad, abarca también a la cromosfera. Es decir, las capas más externas del Sol. El enigma de la temperatura anómala de la corona solar está considerado uno de los ocho grandes retos de la astronomía moderna. Del mismo modo, el calentamiento de la cromosfera también es una fuente de sorpresas para muchos físicos.
Las observaciones realizadas con grandes telescopios, y satélites, han permitido desvelar posibles actividades magnéticas que serían las causantes de este calentamiento. La investigación, a nivel teórico, ha propuesto diferentes métodos para explicar ese calentamiento. Sin embargo, no se ha logrado llegar a demostrar, de manera definitiva, que alguno de ellos llegase a ser la respuesta correcta. Por lo que, en estos momentos, se tiene una imagen incompleta de los mecanismos que provocan el calentamiento de las capas altas del Sol.
Este estudio abre un nuevo rumbo. Se aleja del método tradicional de causa y efecto. En su lugar, comienza a partir del efecto y deshace el camino hasta dar con la causa. El viaje, en este caso, comienza con un examen completo de las características de las capas altas del Sol. Después, siguen con un examen de las capas altas de la atmósfera solar. Posteriormente, buscan correlaciones con los diferentes campos magnéticos. No en vano, es la única fuente conocida que pueda proporcionar la energía necesaria para calentar las capas altas.
La atmósfera solar como un todo
En este estudio, se considera la atmósfera superior como un sistema completo que ha estado experimentando un calentamiento anormal. A esto, le añaden que ha mantenido esas temperaturas anormalmente altas durante mucho tiempo. Por lo que lo más lógico, y necesario, es desarrollar un método de investigación que analice las observaciones de larga duración del disco completo de la cromosfera y de la corona. Las observaciones de larga duración se realizaron en la línea Ca II K (del calcio) en la cromosfera global y en la línea verde coronal de la corona.
Este estudio, por primera vez, proporciona una respuesta clara a la pregunta sobre qué produce el calentamiento anómalo de las capas altas de la atmósfera del Sol. Los investigadores han desvelado que la principal fuente de calor de la cromosfera calmada (se denomina así a la cromosfera cuando no hay mucha actividad perceptible) es la red de campos magnéticos. La configuración magnética de su estructura evita, en gran parte, que las partículas cargadas, la energía térmica y algunas ondas, puedan llegar a escapar de la parte alta de la cromosfera. Este sería el mecanismo para la fase calmada de la cromosfera.
Por su parte, cuando la cromosfera está activa (es decir, cuando se ve mucha actividad magnética) obtiene su calor de campos magnéticos localizados en dos tipos de regiones magnéticas, llamadas activas y efímeras (las activas son regiones de mucha actividad magnética, mientras que las efímeras son, como su nombre índica, regiones de actividad magnética mucho más localizada). Así como de la propagación (en sentido descendente) de la energía generada por los campos magnéticos en la corona. A todo esto, los investigadores le añaden que los campos magnéticos en las regiones efímeras aportan mucho más calor, a la cromosfera activa, que los de las regiones activas. En el conjunto de la cromosfera, la fase calmada es la principal fuente de calor.
El papel de los campos magnéticos en la temperatura anómala de la corona solar
En la corona solar la situación es similar. Así, la corona calmada se vería calentada principalmente por una red de campos magnéticos. Aquellos que se encuentran en las regiones efímeras contribuyen mucho más calor a la corona, cuando está activa, que los campos magnéticos en regiones activas. Esto va en oposición a lo visto en la cromosfera; parece que la corona activa recibe mucho más calor que la corona tranquila. Los investigadores también han visto que el calentamiento de los campos magnéticos, en regiones activas y efímeras, resulta en una distribución espacial en forma de mariposa.
Sucede tanto en la cromosfera como en la corona cuando están activas. Este proceso de calentamiento muestra una evolución a largo plazo que encaja con la actividad del ciclo solar. En cambio, el calentamiento de las redes de campos magnéticos desemboca en una evolución a largo plazo de la toda cromosfera y la corona calmadas (cuando están en fase tranquila) que va en el sentido opuesto al ciclo solar. Si los investigadores están en lo correcto, podríamos tener una respuesta para explicar el origen de esa temperatura anómala.
Sea como fuere, no será ni mucho menos el último estudio que se publica al respecto. Aunque este trabajo parece apuntar hacia una respuesta concreta, habrá que ver si se confirman los resultados. Mientras tanto, seguirá siendo uno de los grandes retos a los que se enfrenta la astronomía moderna. El Sol sigue siendo una fuente de misterios y uno de los objetos más fascinantes que podemos estudiar en el Sistema Solar. Así que, en los próximos años, seguiremos hablando del Sol y de cómo se sigue profundizando en su estudio.
Estudio
El estudio es K. Li, J. Xu, W. Feng et al.; «How Are the Abnormally Hot Chromosphere and Corona Heated by the Solar Magnetic Fields?«. Publicado en la revista The Astrophysical Journal el 15 de febrero de 2024. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
