Hacia finales de 2017, una nueva región masiva de campo magnético hizo erupción en la superficie del Sol junto a una mancha solar existente. La poderosa colisión de energía magnética produjo una serie de potentes llamaradas solares, causando turbulentas condiciones climáticas espaciales en la Tierra. Estas fueron las primeras bengalas que se capturaron, en su progresión momento a momento, por el recientemente inaugurado radiotelescopio Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) de NJIT.

En investigación publicada en la revista Ciencias , los científicos solares que registraron esas imágenes han señalado por primera vez exactamente cuándo y dónde la explosión liberó la energía que calentó el plasma arrojando energías equivalentes a mil millones de grados de temperatura.

Con datos recopilados en el espectro de microondas, han podido proporcionar medidas cuantitativas de la fuerza del campo magnético en evolución directamente después de la ignición de la llamarada y han rastreado su conversión en otras formas de energía:cinética, térmica y supertérmica:que alimentan el explosivo viaje de 5 minutos de la bengala a través de la corona.

Hasta la fecha, Estos cambios en el campo magnético de la corona durante una llamarada u otra erupción a gran escala se han cuantificado solo indirectamente. a partir de extrapolaciones, por ejemplo, del campo magnético medido en la fotosfera, la capa superficial del Sol vista con luz blanca. Estas extrapolaciones no permiten mediciones precisas de los cambios locales dinámicos del campo magnético en las ubicaciones y en escalas de tiempo lo suficientemente cortas como para caracterizar la liberación de energía de la llamarada.

"Hemos podido identificar la ubicación más crítica de la liberación de energía magnética en la corona, "dijo Gregory Fleishman, un distinguido profesor de investigación de física en el Centro de Investigación Solar-Terrestre del NJIT y autor del artículo. "Estas son las primeras imágenes que capturan la microfísica de una llamarada, la cadena detallada de procesos que ocurren en pequeñas escalas espaciales y temporales que permiten la conversión de energía".

Midiendo la disminución de la energía magnética, y la fuerza simultánea del campo eléctrico en la región, son capaces de demostrar que los dos concuerdan con la ley de conservación de energía son capaces de cuantificar la aceleración de las partículas que alimenta la llamarada solar, incluida la erupción asociada y el calentamiento del plasma.

Estos procesos fundamentales son los mismos que ocurren en las fuentes astrofísicas más poderosas, incluyendo estallidos de rayos gamma, así como en experimentos de laboratorio de interés tanto para la investigación básica como para la generación de energía de fusión práctica.

Con 13 antenas trabajando juntas, EOVSA toma fotografías en cientos de frecuencias en el rango de 1-18 GHz, incluyendo óptico, ultravioleta, Rayos X y longitudes de onda de radio, en un segundo. Esta capacidad mejorada de observar la mecánica de las llamaradas abre nuevos caminos para investigar las erupciones más poderosas de nuestro sistema solar. que se encienden por la reconexión de las líneas del campo magnético en la superficie del Sol y son alimentadas por la energía almacenada en su corona.

"La emisión de microondas es el único mecanismo sensible al entorno del campo magnético coronal, entonces el único, Las observaciones espectrales de microondas EOVSA de alta cadencia son la clave para permitir este descubrimiento de cambios rápidos en el campo magnético, "señaló Dale Gary, un distinguido profesor de física en NJIT, Director de EOVSA y coautor del artículo. "La medición es posible porque los electrones de alta energía que viajan en el campo magnético coronal emiten predominantemente su radiación sensible al magnético en el rango de microondas".

Antes de las observaciones de EOVSA, no había forma de ver la vasta región del espacio sobre la cual las partículas de alta energía se aceleran y luego quedan disponibles para una mayor aceleración por las poderosas ondas de choque impulsadas por la erupción de la llamarada, cuales, si se dirige a la Tierra, puede destruir naves espaciales y poner en peligro a los astronautas.

"La conexión de las partículas aceleradas por llamaradas con las aceleradas por choques es una pieza importante en nuestra comprensión de qué eventos son benignos y cuáles representan una amenaza grave, "Dijo Gary.

Poco más de dos años después de que la matriz expandida comenzara a funcionar, genera automáticamente imágenes de microondas del Sol y las pone a disposición de la comunidad científica en el día a día. A medida que la actividad solar aumenta en el transcurso del ciclo solar de 11 años, se utilizarán para proporcionar los primeros magnetogramas coronales diarios, mapas de intensidad de campo magnético 1, 500 millas sobre la superficie del Sol.