La ‘Solar Orbiter’ desvela imágenes nunca vistas del Sol tomadas a 74 millones de kilómetros de distancia

Descifrar el Sol es fundamental porque es la fuente de la vida, además de ser el origen de fenómenos como las erupciones y eyecciones de masa coronal, que afectan a las comunicaciones, y determinante en el clima terrestre o en la planificación de misiones espaciales o para el estudio de astros similares. Hace cuatro años, la Agencia Espacial Europea (ESA), con el apoyo de la NASA, lanzó Solar Orbiter, el más sofisticado laboratorio espacial de investigación de la estrella básica de nuestro sistema. El Generador de Imágenes Polarimétrico y Heliosísmico (PHI, por sus siglas en inglés) y el Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de la nave aportan este miércoles nuevas perspectivas inéditas, tomadas el 22 de marzo de 2023 a menos de 74 millones de kilómetros del astro, que alimentan la investigación y completan las tomadas un año antes.

Las nuevas vistas completas del Sol son las de mayor resolución hasta la fecha e incluyen mapas del campo magnético y del movimiento superficial. Se pueden observar en detalle y con aproximaciones inéditas en este portal facilitado por la ESA. Han sido posibles mediante la unión de las imágenes individuales captadas durante más de cuatro horas por seis instrumentos, que permiten desvelar varias capas de la estrella, la dirección del campo magnético y el mapa de velocidad y dirección de las diferentes capas del astro.

La imagen de la corona del Sol, que encabeza esta información, desvela qué sucede sobre la fotosfera, la atmósfera de una estrella de donde proviene la radiación visible. La fotografía muestra las manchas solares en regiones activas y el plasma sobresaliente a un millón de grados que sigue las líneas del campo magnético y que, en algunos casos, conectan manchas solares vecinas.

“Está tomada a 17,4 nanómetros de longitud de onda”, explica David Orozco, científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). “Se ve el plasma a más de un millón de grados en la fotosfera hacia la corona [la parte más externa]. Se podría decir que es la imagen de la temperatura del Sol, de la parte visible. Lo importante es que se ve una estructura muy diferente con lazos que responden a los campos magnéticos, como los de un imán”.

El mapa magnético o “magnetograma” muestra cómo los campos magnéticos del Sol se concentran en las regiones de manchas solares y apuntan hacia afuera (rojo) o hacia adentro (azul). El fuerte campo magnético explica por qué el plasma dentro de las manchas solares es más frío. Normalmente, la convección mueve el calor desde el interior del Sol a su superficie, pero esto se ve interrumpido por las partículas cargadas que se ven obligadas a seguir las densas líneas del campo magnético dentro y alrededor de las manchas solares. “Es una imagen de la superficie del Sol y se ven los campos magnéticos concentrados en las manchas solares, en las regiones más activas. Son muchos puntos, pero los señalados como amarillos y verdes son más débiles que las manchas más oscuras”, precisa Orozco.

El tacograma es un mapa de la velocidad y la dirección del movimiento en la superficie del Sol. El azul muestra el desplazamiento hacia el observador (en este caso la Solar Orbiter) y el rojo, en dirección contraria. Este mapa muestra que, si bien el plasma en la superficie del Sol generalmente gira en el sentido de la rotación del Sol alrededor de su eje, este se ve empujado hacia afuera alrededor de las manchas solares. “Aunque la imagen es estática, el plasma está en constante movimiento en la superficie”, explica Orozco.

La imagen de luz visible revela la superficie del Sol como lo que es: plasma brillante y caliente en constante movimiento. Es aquí donde se genera casi toda la radiación solar, la temperatura oscila entre los 4.500 y los 6.000 grados y las manchas solares son más frías que su entorno y, por lo tanto, emiten menos luz. Debajo, el plasma se agita en la “zona de convección”, no muy diferente al magma del manto de la Tierra. Como resultado de este movimiento, la superficie del Sol adquiere una apariencia granulada. En esta fotografía, las manchas solares se ven como zonas oscuras o agujeros porque, al ser más frías que su entorno, emiten menos luz.

El astrofísico del instituto andaluz califica de “muy importante” la información que aporta el Solar Orbiter, al que considera uno de los instrumentos más relevantes desarrollados por la ESA. “No es un satélite, sino que está viajando por el sistema solar y aporta imágenes desde distintos puntos de vista que nos ayudan a modelar todo el campo magnético mucho mejor y el clima solar”.

Daniel Müller, científico del proyecto Solar Orbiter, coincide: “El campo magnético del Sol es clave para comprender la naturaleza dinámica de nuestra estrella, desde las escalas más pequeñas hasta las más grandes. Estos nuevos mapas de alta resolución muestran la belleza del campo magnético y los flujos de la superficie del Sol con gran detalle. Al mismo tiempo, son cruciales para inferir el campo magnético en la corona caliente”.

En este mismo sentido, Steph Yardley, científica de la Universidad de Northumbria (Reino Unido) especializada en el Sol, defiende que “la variabilidad de las corrientes de viento solar medidas in situ por una nave espacial cercana al Sol proporciona mucha información sobre sus fuentes y, aunque estudios anteriores han rastreado los orígenes del viento solar, esto se hizo mucho más cerca de la Tierra, cuando esta variabilidad se pierde”. “Debido a que Solar Orbiter viaja tan cerca del Sol”, añade, “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 de origen”.

Además, según añade el investigador andaluz, “la misión empieza a salirse del plano de la eclíptica [recorrido aparente del Sol sobre la esfera celeste a lo largo de un año visto desde la Tierra] y eso quiere decir que vamos a empezar a ver la estructura magnética de los polos. Es algo que desconocemos, pero sabemos que se comporta de forma diferente”.

En este sentido, la ESA afirma que, a partir de ahora, podrá aportar imágenes de alta resolución dos veces al año tras haber implementado el procesamiento de las mismas y conocer cómo reducir los 19 meses que hasta ahora suponían todo el proceso. Para conocer la ubicación de la nave, la agencia espacial cuenta con la herramienta ¿Dónde está Solar Orbiter?.

Y no solo permite el estudio singular del astro principal de nuestro sistema, sino también de estrellas similares. “Lo que hemos aprendido sobre nuestro Sol podría aplicarse a otras estrellas que también emiten vientos estelares”, explica Samuel Badman, del Centro de Astrofísica Harvard y Smithsonian.