Hace cuatro años, un equipo internacional (EE. UU., Japón y Europa) llevaron a cabo un experimento espacial suborbital sin precedentes llamado CLASP-1, motivado por las investigaciones teóricas realizadas en el IAC por Javier Trujillo Bueno y su grupo de investigación. Después del notable éxito de esa misión, La NASA lanzó CLASP-2 desde un centro de lanzamiento cerca de Las Cruces (EE. UU.). CLASP-2 ha permitido detectar por primera vez la polarización producida por varios mecanismos físicos en la radiación ultravioleta más intensa emitida por los átomos de magnesio ionizados de la atmósfera solar. El modelado teórico de estas observaciones pioneras ayudará a descifrar los complejos campos magnéticos de la cromosfera del Sol.

"Si el Sol no tuviera campos magnéticos estaríamos investigando otros problemas de astrofísica, "dice Javier Trujillo Bueno, Catedrático de Investigación del CSIC en el IAC y uno de los cuatro Investigadores Principales de CLASP-1 y CLASP-2. Pero el Sol tiene campos magnéticos y para descifrar su intensidad y geometría en la atmósfera solar exterior (cromosfera, región de transición y corona) es uno de los problemas clave para la astrofísica. Entre otras razones, Los campos magnéticos son la causa de los fenómenos explosivos que ocurren en tales regiones exteriores de la atmósfera solar. Las eyecciones de plasma magnetizado que resultan de tales eventos pueden alterar seriamente la magnetosfera de la Tierra y, por lo tanto, pueden tener un impacto negativo en nuestro mundo digital actual con satélites en órbita alrededor de la Tierra.

Por otra parte, el Sol representa un laboratorio de física único en el cosmos, porque por su relativa cercanía podemos estudiar en detalle multitud de fenómenos y mecanismos físicos que sin duda también operan en otros plasmas astrofísicos que se encuentran mucho más alejados de nosotros.

Campos magnéticos

Los campos magnéticos de las estructuras del plasma en las regiones exteriores de la atmósfera solar son muy esquivos. No dejan rastro en la intensidad de la radiación emitida por los átomos. Afortunadamente, dejan una firma de su presencia en la polarización de la radiación electromagnética emitida, una propiedad relacionada con la orientación de la vibración del campo electromagnético de la onda.

CLASP (Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter) es un proyecto internacional pionero concebido para medir por primera vez la polarización de la radiación ultravioleta solar en las líneas espectrales más intensas. Dicha radiación ultravioleta se origina en las capas más externas de la cromosfera solar, muy cerca de la base de la corona solar extremadamente caliente. En tales regiones externas de la cromosfera solar, la temperatura del plasma ya es muy alta, por lo que emite principalmente en el rango ultravioleta. Dado que la atmósfera de la Tierra absorbe los rayos ultravioleta, es necesario observarlos a altitudes superiores a los 100 kilómetros de la superficie terrestre. Esto solo se puede lograr con instrumentos como CLASP lanzados al espacio mediante cohetes suborbitales, oa bordo de telescopios espaciales.

En 2015, CLASP-1 ayudó a observar por primera vez las señales de polarización lineal de la radiación de línea espectral ultravioleta más intensa producida por los átomos de hidrógeno de la cromosfera solar, que había sido teóricamente predicho por Javier Trujillo Bueno y su grupo de investigación. El modelado teórico de estos datos sin precedentes ha producido nuevos avances en nuestra capacidad para sondear el magnetismo y la complejidad geométrica de la región de transición cromosfera-corona.

El 11 de abril 2019 CLASP-2 midió por primera vez la polarización lineal y circular en las líneas espectrales ultravioleta más intensas producidas por átomos de magnesio ionizados en la cromosfera solar. En 2012, estas señales de polarización fueron predichas teóricamente por Luca Belluzzi y Javier Trujillo Bueno, cuando ambos científicos trabajaron juntos en el IAC.

CLASP-2, lanzado desde White Sands Missile Range (Nuevo México, ESTADOS UNIDOS), alcanzó los 300 km de altura y, mientras se mueve en su trayectoria parabólica, durante 5 minutos se observó una región activa y una región tranquila de la atmósfera solar. La calidad de las imágenes de la cromosfera solar, donde se origina la radiación ultravioleta observada, y de los espectros de polarización obtenidos, es excelente. La polarización de la radiación en las líneas de resonancia de los átomos de magnesio ionizados es sensible a la presencia de campos magnéticos en la cromosfera solar.

Durante los próximos meses, el equipo internacional responsable de este novedoso proyecto científico estudiará en detalle los datos obtenidos por CLASP-2. Entre los miembros del equipo se encuentran otros científicos del grupo POLMAG del IAC:Tanausú del Pino Alemán (IAC), Andrés Asensio Ramos (IAC), Luca Belluzzi (Istituto Ricerche Solari Locarno, IRSOL), Ernest Alsina Ballester (IRSOL) y Jiri Stepan (Academia de Ciencias de la República Checa). Este grupo de científicos ha desarrollado nuevas técnicas de transferencia radiativa para interpretar observaciones espectropolarimétricas, como los obtenidos por CLASP-1 y CLASP-2.

"Esperamos que el modelado teórico de las observaciones espectropolarimétricas sin precedentes obtenidas por CLASP-2 nos permita mejorar nuestra comprensión física de la enigmática cromosfera solar, "comenta Javier Trujillo Bueno poco antes de regresar a España desde Estados Unidos.

CLASP-2 es una colaboración internacional liderada por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA (EE. UU.), el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (Tokio, Japón), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Tenerife España) y el Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Francia). Los miembros adicionales son el Instituto Astronómico de la Academia de Ciencias de la República Checa, el Istituto Ricerche Solari Locarno (Suiza), Laboratorio de Astrofísica y Solar Lockheed Martin (EE. UU.), Universidad de Estocolmo (Suecia) y el Centro Rosseland de Física Solar (Noruega).