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Desvelando la capa misteriosa del Sol

El telescopio `IRIS´ de la NASA ayuda a explicar la transferencia de energía del interior de la estrella a la ultracaliente corona

Imagen ultravioleta de una región activa del Sol tomada el 24 de septiembre de 2013, con plasma a temperaturas de 140.000 grados centígrados.rn
Imagen ultravioleta de una región activa del Sol tomada el 24 de septiembre de 2013, con plasma a temperaturas de 140.000 grados centígrados.

En la atmósfera del Sol hay una región fronteriza entre capas que ha intrigado a los científicos desde hace tiempo y que es importante porque en ella se producen fenómenos clave en la transferencia de energía generada en el interior de la estrella hacia fuera. Esa región emite, sobre todo, en ultravioleta, por lo que no se puede estudiar desde la superficie terrestre ya que lo impide la atmósfera (afortunadamente, dado que esa radiación es nociva para la vida). Por ello, para investigar con detalle esa transición entre capas, la NASA lanzó al espacio el año pasado un telescopio, el IRIS, de alta resolución, cuyos datos están ayudando a los científicos a desentrañar los detalles de la masiva transferencia de energía en el Sol.

Campos magnéticos retorcidos, chorros de alta energía, pequeñas bombas de plasma a temperaturas superiores a los 100.000 grados centígrados y bucles magnéticos grandes y pequeños son los rasgos que han descubierto varios equipos científicos analizando los datos que ha proporcionado hasta ahora el IRIS. Cinco artículos con todos esos resultados se presentan esta semana en la revista Science.

“El Sol es una estrella de mediana edad que produce energía en su interior por fusión nuclear del hidrógeno para formar helio, energía que se propaga hacia el exterior por radiación y convección”, recuerda Louise K. Harra, del University College de Londres, en su comentario en Science acerca de las novedades que aporta el IRIS. Y continúa: “El objetivo de los físicos solares es determinar cómo el Sol produce vientos solares con velocidades que pueden ser 50 veces superiores a las de los huracanes más potentes en la Tierra, y pueden crear destellos energéticos que emiten decenas de millones de veces la energía de una bomba de hidrógeno”. Aunque se sabe que el campo magnético es clave para comprender estos procesos, “los detalles de la transferencia de energía por la atmósfera solar han estado poco claros”, señala Harra.

De las tres capas principales de la atmósfera solar -la fotosfera (la superficie de la estrella, desde la que nos llega la luz que vemos), la cromosfera y la corona-, los científicos del IRIS están sobre todo interesados en la transición, en la región intermedia.

Con el telescopio, adecuado para observar con gran detalle el plasma caliente y determinar parámetros como la temperatura, la velocidad, las turbulencias y la densidad, se está viendo lo compleja que es esa capa intermedia desde el punto de vista de la física solar.

En uno de los artículos de Science, Hui Tian (del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian) y sus colegas han visto pequeños chorros intermitentes ultracalientes, con velocidades de entre 80 y 250 kilómetros por segundo que se originan en pequeñas regiones brillantes en la capa de transición, que duran entre 20 y 80 segundos y que pueden ser una fuente del viento solar. El equipo de Paola Tesla (también del Smithsonian) ha estudiado los bucles magnéticos en las regiones activas del sol, con partículas aceleradas a muy alta energía. Hardi Peter (Instituto Max Planck, Alemania) y su equipo han encontrado bolsas de plasma muy caliente en el entorno más frío de la fotosfera, de manera que ese contraste de temperatura crea una especie de bombas de plasma que explotan con mucha más energía de lo que se esperaba y Bart De Pontieu (Laboratorio Solar y de Astrofísica Lockheed Martin) y sus colegas se han centrado en la generación de energía de la cromosfera, mientras que el grupo de Viggo Hansteen ha descubierto bucles magnéticos cortos cuya existencia se ha debatido durante mucho tiempo, señala Science.

 “Con el Sol acercándose a un máximo de actividad, las observaciones del IRIS seguirán siendo importantes para nuestra comprensión del viento solar que emana de las latitudes activas [de la estrella], los estallidos solares y las eyecciones de masa de la corona”, concluye Harra.

 

 

Un telescopio solar

El telescopio solar IRIS antes de ser lanzado al espacio
El telescopio solar IRIS antes de ser lanzado al espacio

Con 200 kilos de peso en el lanzamiento, 2,1 metros de largo y 3,7 de diámetro con los paneles solares desplegados, el telescopio solar IRIS es un observatorio relativamente pequeño en tamaño, pero no en ambición científica. Fue colocado en órbita terrestre (sobre los polos, alejándose hasta 670 kilómetros de la superficie del planeta) el 27 de junio de 2013, para funcionar un par de años e investigar los mecanismos que regulan la transferencia de masa y energía entre la fotosfera y la corona.

La NASA resume la misión en dos objetivos. “La comprensión de los procesos físicos fundamentales del entorno espacial desde el Sol a la Tierra, los otros planetas y más allá hasta el medio interestelar” y “el desarrollo de capacidades de predicción de las condiciones extremas y dinámicas en el espacio para maximizar la seguridad y la productividad de los exploradores humanos y robóticos”.

Con su espejo principal de 20 centímetros de diámetro (el del Hubble mide 2,4 metros y el de su futuro sucesor, el James Webb, 6,5 metros), el IRIS es un telescopio especial que obtiene imágenes y espectros de la luz del Sol con alta resolución (detalles en el Sol de hasta 240 kilómetros) en un amplio rango de temperaturas.

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