La misión Parker Solar Probe de la NASA ha viajado más cerca del Sol que cualquier objeto hecho por humanos antes. Crédito:NASA / Johns Hopkins APL
Hace un año, La sonda solar Parker de la NASA voló más cerca del sol que cualquier satélite en la historia, recolectando un tesoro espectacular de datos desde el borde mismo de la corona de un millón de grados del sol.
Ahora, que los datos han permitido a los físicos solares mapear la fuente de un componente importante del viento solar que continuamente salpican la atmósfera de la Tierra, al tiempo que revela extrañas inversiones de campo magnético que podrían estar acelerando estas partículas hacia nuestro planeta.
Estas partículas aceleradas interactúan con el campo magnético de la Tierra, generando las coloridas luces del norte y del sur. Pero también tienen el potencial de dañar la red eléctrica y las redes de telecomunicaciones en la superficie de la Tierra, amenazan a los satélites en órbita y quizás ponen en peligro a los astronautas en el espacio.
Cuanto más comprendan los físicos solares sobre el entorno magnético del sol y cómo lanza partículas de viento solar hacia los planetas, mejor podrán predecir eventos y prevenir daños.
"Hubo un importante evento meteorológico espacial en 1859 que destruyó las redes de telégrafos en la Tierra y uno en 1972 que detonó minas navales en Vietnam del Norte, solo por las corrientes eléctricas generadas por la tormenta solar, "dijo Stuart Bale, una Universidad de California, Berkeley, profesor de física y autor principal de un artículo sobre los nuevos resultados del experimento FIELDS de la sonda. "Somos una sociedad mucho más tecnológica de lo que éramos en 1972, las redes de comunicaciones y la red eléctrica de la Tierra son extraordinariamente complejas, tan grandes perturbaciones del sol son potencialmente una cosa muy seria. Si pudiéramos predecir el clima espacial, podríamos cerrar o aislar partes de la red eléctrica, o apagar los sistemas de satélite que podrían ser vulnerables ".
El periódico Naturaleza publicará estos hallazgos en línea el 4 de diciembre en uno de los cuatro artículos que describen todos los nuevos hallazgos del encuentro cercano de la sonda con el sol en 2018. Los cuatro artículos aparecerán en la edición impresa del 12 de diciembre de la revista.
Agujeros coronales
Uno de los principales objetivos de Parker Solar Probe es descubrir la fuente del viento solar "lento" y cómo se acelera en la atmósfera caliente del sol:la corona solar de 1 millón de grados Celsius (aproximadamente 2 millones de grados Fahrenheit). . El viento solar consta de partículas cargadas, principalmente protones y núcleos de helio, viajando a lo largo de las líneas del campo magnético del sol. El llamado viento solar "rápido", cronometrado entre 500 y 1, 000 kilómetros por segundo, se sabe que proviene de grandes agujeros en la corona solar en los polos norte y sur del sol. Pero el origen del viento solar "lento", que es más denso pero aproximadamente la mitad de la velocidad del viento solar "rápido", es más mal entendido.
Los datos del primer encuentro cercano de la sonda:desde entonces, la sonda ha tenido otros dos encuentros íntimos durante el acercamiento más cercano, o perihelio, de su órbita alrededor del sol, revela una gran cantidad de nueva física.
"Los tres primeros encuentros de la sonda solar que hemos tenido hasta ahora han sido espectaculares, "dijo Bale, el investigador principal de FIELDS. "Podemos ver la estructura magnética de la corona, lo que nos dice que el viento solar está emergiendo de pequeños agujeros coronales; vemos actividad impulsiva, grandes chorros o curvas que creemos que están relacionadas con el origen del viento solar; vemos inestabilidad:el gas en sí es inestable y genera ondas por sí solo. Y también nos sorprende la ferocidad del ambiente de polvo en la heliosfera interna ".
Durante el primer encuentro de Parker Solar Probe con el sol en el otoño de 2018, se conectó magnéticamente con un pequeño, Agujero coronal ecuatorial de polaridad negativa. Este esquema muestra una extrapolación de campo potencial del campo magnético solar en el momento del primer paso del perihelio de la sonda. La superficie solar está coloreada para mostrar una emisión ultravioleta extrema. Los agujeros coronales aparecen como un tono más claro. Se superponen varias líneas de campo inicializadas en el disco solar. Las líneas negras indican bucles cerrados; Las líneas azules y rojas ilustran líneas de campo abierto con polaridades positivas y negativas. respectivamente. Los retrocesos o chorros observados por PSP se ilustran como torceduras en las líneas de campo abierto que emergen de este agujero coronal y se conectan a PSP. Crédito:Gráfico de UC Berkeley; imagen de la nave espacial cortesía de NASA / Johns Hopkins APL
Durante cada encuentro cercano, la sonda estacionada durante una semana sobre un agujero coronal que fluía partículas de viento solar a lo largo de las líneas del campo magnético más allá de la sonda, dando a los instrumentos a bordo de la sonda una mirada sin precedentes a lo que estaba sucediendo en la superficie solar de abajo.
Gracias al mapeo ultravioleta extremo del sol por otras naves espaciales, como STEREO, Bale y sus colegas pudieron rastrear el viento y los campos magnéticos hasta una fuente (agujeros coronales) que sugiere fuertemente que estos agujeros son la fuente del viento solar lento. Agujeros coronales, que están relacionados con las manchas solares, son áreas que son más frías y menos densas que la corona circundante.
Lo inesperado fue una serie de volteretas en el campo magnético al pasar junto a la nave espacial. Durante estos períodos, el campo magnético se invirtió repentinamente 180 grados y luego, segundos a horas después, volteado hacia atrás.
"Estos cambios probablemente estén asociados con algún tipo de chorros de plasma, ", Dijo Bale." Mi propia sensación es que estos cambios, o jets, son fundamentales para el problema del calentamiento del viento solar ".
Polvo de cometa
Otra sorpresa fue el polvo que salpicaba la nave espacial repetidamente durante cada sobrevuelo en el perihelio, el punto de la órbita donde la nave espacial estaba más cerca del sol. Probablemente más pequeño que una micra, que es una milésima de milímetro, Es probable que las partículas de polvo sean restos de asteroides o cometas que se derritieron cerca del sol y dejaron su polvo atrapado. Ese polvo ahora orbita alrededor del sol y Bale sospecha que gran parte de lo que golpea la nave espacial está siendo expulsado hacia afuera por una ligera presión y está destinado a escapar del sistema solar por completo.
Bale dijo que estudiar el viento solar de la Tierra es como estudiar la fuente de una cascada desde cerca del fondo, donde la turbulencia oscurece lo que está sucediendo en la parte superior.
"Ahora, con la sonda solar Parker, nos acercamos cada vez más a la cima de la cascada, y podemos ver que hay una estructura subyacente, ", dijo." En la fuente, lo que vemos es algo coherente con chorros impulsivos encima. Tiene un pequeño agujero, un agujero coronal, y el viento solar sale de él con un flujo suave. Pero entonces, en lo alto de ello, hay chorros. Para cuando llegues río abajo desde la Tierra, todo está mezclado ".
Bale discutirá los resultados del primer encuentro cercano y los comparará con los de los dos encuentros cercanos posteriores en conversaciones en la próxima reunión de la Unión Geofísica Estadounidense en San Francisco que comienza el 8 de diciembre.
"Hemos estado trabajando casi todo el día durante una década en esto, así que ver los datos ... es un placer, ", Dijo Bale." Es un gran caso de gratificación retrasada, pero es algo fantástico ".
