Este verano, la humanidad se embarca en su primera misión para tocar el Sol:se lanzará una nave espacial a la atmósfera exterior del Sol.

Frente a temperaturas de varios millones de grados Fahrenheit, Sonda Solar Parker de la NASA, llamada así por Eugene Parker, El físico de la Universidad de Chicago que predijo por primera vez la existencia del viento solar, tomará muestras directamente de las partículas solares y los campos magnéticos en un intento por resolver algunas de las cuestiones más importantes que enfrenta el campo de la ciencia solar en la actualidad. Entre esas preguntas:¿Cuál es el origen del viento solar y cómo se acelera a velocidades de hasta 1.8 millones de millas por hora?

El viento solar llena todo nuestro sistema solar. Cuando las ráfagas de viento solar llegan a la Tierra, pueden desencadenar una aurora deslumbrante, pero también exponer a los astronautas a la radiación, interferir con la electrónica de los satélites, e interrumpir señales de comunicaciones como GPS y ondas de radio. Cuanto más comprendamos los procesos fundamentales que impulsan el viento solar, cuanto más podamos mitigar algunos de estos efectos.

En 1958, Parker desarrolló una teoría que muestra cómo la corona caliente del Sol, que para entonces se sabe que tiene millones de grados Fahrenheit, es tan caliente que supera la gravedad del Sol. Según la teoría, el material en la corona se expande continuamente hacia afuera en todas direcciones, formando un viento solar. Un año después, la nave espacial soviética Luna 1 detectó partículas de viento solar en el espacio, y tres años después de eso, las observaciones fueron confirmadas por la nave espacial Mariner 2 de la NASA.

Todos esos años atrás Mariner 2 detectó dos corrientes distintas de viento solar:una corriente lenta que viaja a aproximadamente 215 millas por segundo y una corriente rápida que atraviesa el espacio al doble de esa velocidad. Luego, en 1973, se identificaron los orígenes del viento solar rápido. Las imágenes de rayos X de la corona tomadas desde Skylab, la primera estación espacial tripulada de los EE. UU., Revelaron que el viento rápido sale de los agujeros coronales, que son oscuros, regiones relativamente frías en el sol.

"El viento solar lento es, en muchos aspectos, un misterio mayor, "dijo Jim Klimchuk, físico solar en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ofrece una gran promesa para revelar nuevos conocimientos fundamentales".

Los orígenes y los mecanismos de aceleración del viento solar lento siguen siendo un misterio. Se trata de un feroz debate entre científicos que ha durado décadas.

Pero no estamos sin pistas. Misión Ulises de la NASA, lanzado en 1990 para volar alrededor de los polos del Sol, observó que durante los períodos de mínima actividad solar, el lento viento solar está confinado al ecuador del Sol, justo donde volará Parker Solar Probe. A medida que el ciclo solar avanza hacia su máximo, la estructura del viento solar cambia de dos regímenes distintos, rápido en los polos y lento en el ecuador, a uno mixto, flujo no homogéneo.

El debate sobre los orígenes del viento solar lento gira en torno a una distinción entre lo que se conoce como corona cerrada y abierta. La corona cerrada se refiere a las regiones del Sol donde sus líneas de campo magnético están cerradas, es decir, conectado a la superficie solar en ambos extremos. Serpentinas de casco brillantes:grandes bucles que se forman sobre regiones magnéticamente activas, con forma de casco puntiagudo de caballero, son uno de esos ejemplos. El plasma o gas ionizado, viajar a lo largo de los bucles cerrados de una serpentina de casco está en su mayor parte confinado al área cercana al sol.

La corona abierta por otra parte, se refiere a regiones donde las líneas del campo magnético se anclan al Sol en un solo extremo, extendiéndose en el espacio por el otro, creando así una carretera para que el material solar se escape al espacio. Los agujeros coronales, las regiones más frías en la fuente del viento solar rápido, son el hábitat de las líneas de campo abierto.

Para cuando el lento viento solar abandona la corona solar, también fluye en líneas abiertas de campo magnético, ya que esa es la única forma de alejarse tanto del sol. Pero las teorías difieren sobre si comenzó allí, o, en cambio, nació en líneas de campo cerrado solo para cambiar a líneas de campo abierto en algún lugar del camino.

La teoría del factor de expansión, por ejemplo, afirma que el viento solar lento se origina en líneas de campo abierto, como el viento rápido. Su (comparativamente) lenta velocidad es el resultado de la trayectoria de expansión que toma al salir de la corona, como las líneas del campo magnético bordean los bordes de las serpentinas de los cascos. Así como el agua que corre a través de una tubería se reduce a un goteo a medida que la tubería se expande, el plasma que viaja a lo largo de estos caminos magnéticos que se ensanchan se ralentiza, formando el viento lento.

Otras teorías afirman que el viento solar lento se origina en líneas de campo cerrado y luego cambia a líneas de campo abierto. Respectivamente, el viento lento se forma cuando las líneas de campo abierto de los agujeros coronales chocan con las líneas de campo cerrado en los bordes de las serpentinas del casco, recableándose explosivamente en un evento llamado reconexión magnética. Como un tren que cambia de vía después de que el operador acciona un interruptor, el plasma que anteriormente estaba en las líneas de campo cerrado de la serpentina se encuentra repentinamente en una línea de campo abierto, donde pueda escapar al espacio.

La idea de que el plasma de viento solar lento alguna vez estuvo en líneas de campo cerrado está respaldada por la evidencia de que alguna vez enfrentó los tipos de calentamiento extremo que sabemos que ocurren allí.

"No se trata de la temperatura del plasma cuando la medimos; se trata del historial de temperatura de ese plasma, "dijo Aleida Higginson, un científico investigador de la Universidad de Michigan que trabaja en Goddard. "Podemos decir que el viento solar lento era mucho más caliente en el pasado". Además, la mezcla particular de elementos que componen el viento solar lento coincide bien con los que se ven en la corona cerrada, pero no con el plasma que sabemos que siempre ha estado en líneas de campo abierto.

Los esfuerzos actuales para probar estas teorías por parte de naves espaciales cerca de la Tierra se ven obstaculizados por la gran distancia entre sus mediciones y los orígenes del viento solar (pueden suceder muchas cosas en 93 millones de millas). La clave es acercarse rastrear el viento solar hasta su origen, y Parker Solar Probe hará precisamente eso.

"Si podemos medir el viento solar lento, y encontrar que proviene del límite entre campos magnéticos abiertos y cerrados, entonces eso apoya la idea de que la reconexión magnética da lugar al viento solar lento, "Dijo Klimchuk.

Los instrumentos de Parker Solar Probe recopilarán pruebas posteriores de reconexión magnética, una señal reveladora de que está en juego la teoría de campo cerrado a campo abierto. Los tipos específicos de reconexión retuercen el campo magnético resultante de diferentes maneras, y los instrumentos de Parker medirán los giros en estos campos desde el principio, antes han tenido mucho tiempo para distorsionarse. Además, Las imágenes de cerca del naciente viento solar nos dirán cómo evolucionan las estructuras coronales a medida que se propagan hacia afuera. Esto nos ayudará a responder una pregunta de larga data sobre si el viento solar es un flujo continuo o intermitente.

Para los científicos que anhelan datos para probar sus teorías, Las mediciones precisas de los campos magnéticos de la corona solar serán invaluables. "Por eso la misión de Parker es tan importante, "Dijo Higginson." Todo se remonta a la comprensión de la estructura magnética detallada del Sol ".