Cuando Simone Di Matteo vio por primera vez los patrones en sus datos, parecía demasiado bueno para ser verdad. "¡Es demasiado perfecto!" Di Matteo, un doctorado en física espacial estudiante de la Universidad de L'Aquila en Italia, recordó haber pensado. "No puede ser real". Y no fue pronto lo descubriría.

Di Matteo buscaba largos trenes de manchas masivas, como las burbujas de otro mundo de una lámpara de lava, pero entre 50 y 500 veces el tamaño de la Tierra, en el viento solar. El viento solar cuyos orígenes aún no se comprenden completamente, es la corriente de partículas cargadas que sopla constantemente desde el Sol. Campo magnético de la Tierra, llamada magnetosfera, protege nuestro planeta de la peor parte de su radiación. Pero cuando las gotas gigantes de viento solar chocan con la magnetosfera, allí pueden desencadenar perturbaciones que interfieran con los satélites y las señales de comunicación cotidianas.

En su búsqueda Di Matteo estaba reexaminando los datos de archivo de las dos naves espaciales Helios de la NASA alemana, que se lanzó en 1974 y 1976 para estudiar el sol. Pero se trataba de datos de 45 años con los que nunca había trabajado antes. El impecable Los patrones ondulados que encontró inicialmente insinuaban que algo lo estaba llevando por mal camino.

No fue hasta que descubrió y eliminó esos patrones falsos que Di Matteo encontró exactamente lo que estaba buscando:rastros de manchas punteadas que rezumaban del Sol cada 90 minutos aproximadamente. Los científicos publicaron sus hallazgos en Física espacial JGR el 21 de febrero 2019. Creen que las manchas podrían arrojar luz sobre los inicios del viento solar. Cualquier proceso que envíe el viento solar desde el Sol debe dejar firmas en las manchas.

Abriendo paso a la nueva ciencia

La investigación de Di Matteo fue el comienzo de un proyecto que los científicos de la NASA emprendieron en anticipación de los primeros datos de la misión Parker Solar Probe de la NASA. que se lanzó en 2018. Durante los próximos siete años, Parker volará por territorios inexplorados, elevándose tan cerca como a 4 millones de millas del Sol. Antes de Parker, el satélite Helios 2 ostentaba el récord de aproximación más cercana al Sol a 27 millones de millas, y los científicos pensaron que podría darles una idea de qué esperar. "Cuando una misión como Parker va a ver cosas que nadie ha visto antes, solo un indicio de lo que se pudo observar es realmente útil, Dijo Di Matteo.

El problema de estudiar el viento solar desde la Tierra es la distancia. En el tiempo que le toma al viento solar correr a través de los 93 millones de millas entre nosotros y el Sol, pistas importantes sobre los orígenes del viento, como la temperatura y la densidad, se desvanecen. "Te preguntas constantemente, '¿Cuánto de lo que veo aquí se debe a la evolución durante cuatro días en tránsito, ¿y cuánto vino directamente del Sol? '", dijo la científica solar Nicholeen Viall, quien asesoró a Di Matteo durante su investigación en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Los datos de Helios, algunos de los cuales se recopilaron a solo un tercio de la distancia entre el Sol y la Tierra, podrían ayudarlos a comenzar a responder estas preguntas.

Blobs de modelado

El primer paso fue rastrear las mediciones de Helios de las manchas hasta su fuente en el Sol. "Puedes ver los datos de la nave espacial todo lo que quieras, pero si puedes conectarlo de nuevo al lugar de donde vino en el Sol, cuenta una historia más completa, "dijo Samantha Wallace, uno de los colaboradores del estudio y un Ph.D. estudiante de la Universidad de Nuevo México en Albuquerque.

Wallace utilizó un modelo de viento solar avanzado para vincular mapas magnéticos de la superficie solar con las observaciones de Helios, una tarea complicada, ya que los lenguajes informáticos y las convenciones de datos han cambiado mucho desde los días de Helios. Ahora, los investigadores pudieron ver qué tipo de regiones del Sol probablemente formaran gotas de viento solar.

Tamizando la evidencia

Luego, Di Matteo buscó en los datos patrones de ondas específicos. Esperaban que las condiciones se alternaran:cálidas y densas, luego frías y tenues, cuando las manchas individuales envolvieron la nave espacial y avanzaron, en una larga fila.

Los patrones perfectos que Di Matteo encontró por primera vez le preocuparon. "Eso fue una bandera roja, ", Dijo Viall." El viento solar real no tiene tanta precisión, periodicidades limpias. Por lo general, cuando obtienes una frecuencia tan precisa, significa que se está produciendo algún efecto de instrumento ". Quizás había algún elemento del diseño del instrumento que no estaban considerando, y estaba impartiendo efectos que debían separarse de los verdaderos patrones de viento solar.

Di Matteo necesitaba más información sobre los instrumentos Helios. Pero la mayoría de los investigadores que trabajaron en la misión hace tiempo que se jubilaron. Hizo lo que cualquier otra persona haría y se dirigió a Internet.

Muchas búsquedas en Google y un fin de semana de traductores en línea más tarde, Di Matteo desenterró un manual de instrucciones alemán que describe los instrumentos dedicados al experimento de viento solar de la misión. Hace decadas, cuando Helios era simplemente un plano y antes de que alguien lanzara una nave espacial al Sol, los científicos no sabían cuál era la mejor manera de medir el viento solar. Para prepararse para diferentes escenarios, Di Matteo aprendió, equiparon las sondas con dos instrumentos diferentes, cada uno de los cuales mediría determinadas propiedades del viento solar a su manera. Este fue el culpable de las ondas perfectas de Di Matteo:la propia nave espacial, ya que alternaba entre dos instrumentos.

Después de eliminar segmentos de datos tomados durante el cambio de instrumentos de rutina, los investigadores buscaron nuevamente las manchas. Esta vez, los encontraron. El equipo describe cinco casos en los que Helios atrapó trenes de gotas. Si bien los científicos han detectado estas manchas en la Tierra antes, esta es la primera vez que los han estudiado tan cerca del Sol, y con este nivel de detalle. Esbozan la primera evidencia concluyente de que las manchas son más calientes y más densas que el típico viento solar.

El regreso de las manchas

Ya sea que los trenes de blobs burbujeen en intervalos de 90 minutos de forma continua o en rachas, y cuánto varían entre sí, sigue siendo un misterio. "Este es uno de esos estudios que generó más preguntas de las que respondimos, pero eso es perfecto para Parker Solar Probe, "Dijo Viall.

Parker Solar Probe tiene como objetivo estudiar el Sol de cerca, buscando respuestas a preguntas básicas sobre el viento solar. "Esto será muy útil, "dijo Aleida Higginson, el científico adjunto del proyecto de la misión en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "Si quieres empezar a comprender cosas que nunca antes has visto, necesita saber lo que hemos medido antes y tener una interpretación científica sólida para ello ".

Parker Solar Probe realiza su segundo sobrevuelo solar el 4 de abril, lo que lo lleva a 15 millones de millas del Sol, lo que ya reduce a la mitad la distancia récord de Helios 2. Los investigadores están ansiosos por ver si aparecen manchas en las observaciones de Parker. Finalmente, la nave espacial se acercará tanto que podría atrapar manchas justo después de que se hayan formado, recién salido del sol.