Este es el ‘motor central’ que alimenta a las erupciones solares

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Este es el ‘motor central’ que alimenta a las erupciones solares

Desde la Tierra, el Sol no parece más que una esfera de luz suspendida en la tranquilidad del espacio. Sin embargo, cuando lo observas más de cerca y con mucha atención, el escenario es más bien caótico.

Aquí se produce uno de los fenómenos más grandes y enigmáticos del sistema solar: las erupciones de plasma. Sin embargo, aunque son bastante frecuentes, no conocemos su verdadera naturaleza.

Ahora, un equipo de físicos solares logró medir y caracterizar, por primera vez, el “motor central” de estas grandes erupciones.

Los resultados del estudio se publicaron en Nature Astronomy.

El motor central de las erupciones solares

El estudio examinó con mucho detalle una gran erupción solar en el rango de las microondas. Con ello, se concluyó que la intensa energía que alimentaba la llamarada es el resultado de una enorme ‘lámina’ de corriente (corriente superficial eléctrica) que se extiende más de 40.000 kilómetros, mayor que la longitud de tres tierras una al lado de la otra.

Esta ‘lámina’ se extiende a lo largo de la región ‘core flaring’, donde las líneas de campo magnético opuestas se acercan, rompen y reconectan.

“Durante grandes erupciones en el Sol, las partículas como los electrones pueden acelerarse a altas energías», dijo Kathy Reeves, astrofísica y coautora del estudio. “No se comprende claramente cómo sucede exactamente esto, pero se cree que está relacionado con el campo magnético del Sol”.

«Se ha sugerido durante mucho tiempo que la liberación repentina de energía magnética a través de la lámina de corriente de reconexión (reconnection current sheet, en la imagen de abajo) es responsable de estas grandes erupciones, pero no se han medido sus propiedades magnéticas», dijo el físico Bin Chen del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey.

«Con este estudio, finalmente medimos los detalles del campo magnético de una lamina de corriente por primera vez, lo que nos da una nueva comprensión del motor central de las erupciones solares», agregó Chen.

observaciones ultravioleta (izquierda) y simulación numérica (derecha) de la llamarada (NJIT-CSTR, B. Chen, S. Yu; CfA, C. Shen)

¿Botella magnética?

Las mediciones indican una estructura magnética en forma de botella ubicada en la parte superior de la base que tiene forma de bucle (flare arcade), a una altura de casi 20.000 kilómetros sobre la superficie del Sol. Según el estudio, este sería el lugar donde los electrones altamente energéticos de una erupción solar quedan atrapados y acelerados a casi la velocidad de la luz.

«Descubrimos que había muchas partículas aceleradas justo por encima de los bucles brillantes», dijo Reeves. «Las microondas, junto con el modelado, nos dicen que hay un mínimo en el campo magnético en el lugar donde vemos las partículas más aceleradas, y un fuerte campo magnético en la estructura lineal en forma de hoja más arriba de los bucles».

La estructura en forma de lámina y los bucles parecen estar funcionando en conjunto, proporcionado una energía magnética estimada de 10-100 mil millones de billones de jules por segundo a la lámina de corriente.

“Si bien la lámina de corriente parece ser el lugar donde la energía es liberada para hacer girar la pelota, la mayor parte de la aceleración de los electrones parece estar ocurriendo en esta otra ubicación, la botella magnética”, declaró Dale Gary, coautor del estudio.

“Otros han propuesto este tipo de estructuras antes, pero ahora podemos verlo realmente en números”, agregó Chen. “Lo que nuestros datos mostraron fue una ubicación especial en el fondo de las láminas de corriente, la botella magnética, la cual parece ser crucial para producir o confinar los electrones relativistas”.

Las observaciones del equipo se combinaron con modelos numéricos, basados en modelos teóricos de la física de las erupciones solares de los años 90. Esto permitió comparar las expectativas teóricas y observaciones en detalle.

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