Fast and periodic propagating disturbances along coronal loops detected with EUI on board Solar Orbiter
Utilizando observaciones de alta resolución del instrumento EUI de Solar Orbiter, este estudio identifica dos tipos distintos de perturbaciones que se propagan a lo largo de bucles coronales: perturbaciones lentas y amortiguadas consistentes con modos magnetoacústicos o flujos ascendentes, y perturbaciones "rápidas" recientemente detectadas con altas velocidades (500–2000 km/s) y un amortiguamiento mínimo que probablemente se originan a partir de la reconexión magnética o de ondas alfvénicas.
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Las autopistas ocultas del Sol
Imagine que el Sol no es una bola de gas estática y ardiente, sino una ciudad bulliciosa y caótica donde la energía se construye, se transporta y, a veces, se pierde constantemente. En la parte más alta de esta ciudad, en una capa llamada corona, la temperatura es millones de grados más caliente que la superficie de abajo, un misterio que ha desconcertado a los científicos durante décadas. ¿Cómo se calienta tanto esta capa superior? Una teoría principal sugiere que el calor proviene de diminutas explosiones invisibles o de ondas que viajan hacia arriba desde la superficie, actuando como un millón de pequeños calentadores que se encienden y apagan. Para resolver este rompecabezas, los astrónomos necesitan ver estos pequeños paquetes de energía mientras viajan. Durante mucho tiempo, nuestros telescopios fueron como unos viejos binoculares; podían ver los edificios grandes (grandes bucles solares) pero perdían los detalles diminutos del tráfico que se movía entre ellos.
Recientemente, sin embargo, obtuvimos un nuevo par de gafas superpotentes: el Solar Orbiter, una nave espacial que se acerca al Sol más que cualquier otra anteriormente. Esta misión nos permite hacer un acercamiento a los "bucles coronales", arcos gigantes de gas magnético que conectan diferentes partes de la superficie del Sol. Al observar estos bucles con extrema claridad, los científicos esperan captar las "perturbaciones que se propagan" (PDs, por sus siglas en inglés). Piense en estas perturbaciones como ondulaciones o pulsos de energía que se mueven a lo largo de los bucles. Algunas de estas ondulaciones son lentas y suaves, como una ola que rompe en la playa, y las hemos visto durante años. Pero la gran pregunta es: ¿existen otras ondulaciones más rápidas y energéticas que se nos han escapado porque eran demasiado pequeñas o rápidas para nuestras antiguas herramientas? Encontrarlas podría ser la clave para entender cómo la atmósfera superior del Sol se mantiene tan increíblemente caliente.
El descubrimiento del artículo: Captando el tráfico del "carril rápido" del Sol
En este nuevo estudio, un equipo de astrónomos utilizó la cámara de alta resolución del Solar Orbiter, llamada EUI, para observar muy de cerca estos bucles coronales. No se limitaron a mirar; establecieron "rendijas" invisibles (como cortar una fina rebanada de una hogaza de pan) a través de 13 bucles diferentes para observar qué sucedía a lo largo del tiempo. Lo que encontraron fue un embotellamiento de dos tipos de perturbaciones muy diferentes moviéndose por la misma carretera.
Primero, confirmaron el tráfico "lento". Estas son las perturbaciones que ya conocíamos. Se mueven a unos 80 a 105 km/s (aproximadamente la velocidad del sonido en la atmósfera del Sol) y suelen verse cerca de la base de los bucles, cerca de la superficie. A medida que viajan hacia arriba, se debilitan y se desvanecen, de forma muy parecida a un grito que se vuelve más silencioso a medida que te alejas de él. El artículo confirma que se comportan como ondas sonoras lentas o flujos ascendentes suaves.
Pero la verdadera emoción proviene del tráfico "rápido". El equipo descubrió un nuevo tipo de perturbación que recorre las partes superiores de estos bucles a velocidades de entre 500 y 2,200 km/s. Para poner esto en perspectiva, estos pulsos rápidos se mueven tan rápido que podrían dar la vuelta a la Tierra en menos de un minuto. Estas "PDs rápidas" son invisibles en las partes bajas de los bucles, probablemente porque el ruido de fondo es demasiado fuerte allí, pero se iluminan en los arcos superiores. A diferencia de las lentas, estos pulsos rápidos no se desvanecen a medida que viajan; mantienen su fuerza durante una larga distancia. También parecen ser rítmicos, apareciendo en un patrón de aproximadamente cada 2 minutos.
Los autores son cuidadosos al decir que aún no han resuelto el misterio de exactamente qué son estos pulsos rápidos, pero han descartado algunas posibilidades. Argumentan que definitivamente no son las ondas sonoras lentas que hemos visto antes, porque esas son demasiado lentas y se desvanecen demasiado rápido. También sugieren que no son simples fallos aleatorios de la cámara o un simple calentamiento térmico, porque el tiempo y la velocidad son demasiado específicos.
En su lugar, el artículo sugiere algunas posibilidades emocionantes sobre lo que podrían ser estos pulsos rápidos. Podrían ser:
- Jets de reconexión magnética: Diminutas explosiones periódicas donde las líneas del campo magnético se rompen y se reconectan, lanzando flujos rápidos de plasma.
- Ondas magnetohidrodinámicas (MHD) rápidas: Ondas poderosas que viajan a través del campo magnético, de forma similar a cómo una onda de sonido viaja a través del aire, pero mucho más rápido.
- Ondas de Alfvén con un giro: Un tipo de onda que normalmente no cambia la densidad del gas, pero que en este caso podría estar creando un "frente de densidad" (una acumulación de gas) que parece un pulso brillante.
El equipo incluso realizó simulaciones por computadora para probar la idea de la onda de Alfvén. Sus resultados mostraron que si una onda tiene una velocidad específica (entre 440 y 620 km/s), podría crear exactamente el tipo de pulso brillante y rápido que observaron. Esto sugiere que estos pulsos rápidos podrían ser la "prueba irrefutable" de la energía que se transporta desde la superficie del Sol hacia su atmósfera superior caliente.
Curiosamente, los pulsos rápidos parecen provenir de un solo lado del bucle (un pie de apoyo) en lugar de ambos, lo cual es un poco como ver coches entrar en una autopista solo desde una rampa de acceso específica. Esto insinúa que el "motor" que crea estos pulsos se encuentra en un lugar muy específico de la superficie del Sol, posiblemente impulsado por el movimiento rítmico de la superficie solar (granulación) o choques magnéticos.
Si bien el artículo no afirma haber identificado de manera definitiva la causa, proporciona evidencia sólida de que estos eventos rápidos y de alta energía son reales, comunes y distintos de las ondas lentas que hemos estudiado durante décadas. Al captar estas perturbaciones del "carril rápido", el estudio abre una nueva ventana a cómo el Sol podría estar calentando su propia atmósfera, sugiriendo que la respuesta reside en una mezcla de reconexión magnética, ondas rápidas y la compleja danza del plasma a las escalas más pequeñas que ahora podemos ver.
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