El 30 de septiembre de 2024 el sol emitió una explosión muy potente que hizo que se rompieran las líneas del campo magnético y se reconectaran en un patrón de cruces. Allí estaba justamente una sonda para observar al sol que logró captar todo en imágenes, lo que representa datos sin precedentes que ayudan a la ciencia a entender mejor el mecanismo que da lugar a las llamaradas solares.
Con la nave Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea un equipo de científicos descubrió que lo que inicia las llamaradas solares son perturbaciones inicialmente débiles que se hacen más violentas, como sucede con las avalanchas en las montañas cubiertas de nieve. El proceso crea un cielo de trozos de plasma que caen y siguen cayendo incluso después de que terminó su ciclo la llamarada solar, según un nuevo trabajo de investigación publicado en Astronomy & Astrophysics.
Una avalancha magnética
Las llamaradas solares son explosiones gigantes que se dan en el sol y emiten con violencia hacia el espacio luz, energía y partículas. Ocurren cuando se libera repentinamente energía acumulada en líneas torcidas del campo magnético. Las llamaradas solares más potentes pueden causar problemas en las tecnologías de la Tierra porque dan inicio a tormentas geomagnéticas que pueden producir apagones de radio.
Los científicos han estado observando las llamaradas solares desde hace años pero todavía no comprenden en detalle cómo se libera tan rápidamente esa colosal cantidad de energía. Con los datos en alta resolución del Solar Orbiter, ahora tienen una mejor imagen del proceso que termina en esa violenta erupción.
El Solar Orbiter puso el foco en una región del Sol con un “filamento” oscuro en forma de arco de campos magnéticos retorcidos y plasma, vinculado con una estructura en forma de cruz y con líneas de campo magnético cada vez más brillantes. Los científicos dirigieron el dispositivo de imágenes ultravioletas extremas EUI hacia la región unos 40 minutos antes del pico de la actividad de la llamarada.
Al acercar el foco, las observaciones revelaron que en cada cuadro de las imágenes aparecían nuevas hebras de campo magnético, cada dos segundos o menos. Cada una de las hebras permanecía magnéticamente contenida y estaba retorcida como una soga. La región poco a poco se estabilizó, como sucede con las avalanchas.
Las hebras retorcidas de campo magnético empezaron a quebrarse y reconectarse, dando lugar rápidamente a una cascada de más inestabilidad en la región. Al romperse las hebras, fueron produciendo eventos de reconexión cada vez más fuertes y con emisión de energía, que se veía como brillo aumentado en las imágenes.
Luego, un fulgor repentino se veía seguido de la desconexión del oscuro filamento en uno de los lados, para lanzarse al espacio con violencia y a alta velocidad. Los científicos registraron que lo hacía a 250 kilómetros por segundo y hasta 400 km/s en el lugar de la desconexión. A lo largo del filamento aparecían chispas brillantes de reconexión cuando la llamarada hizo erupción.
“Tuvimos mucha suerte al poder ser testigos de los hechos precursores de esta gran llamarada, y con tanto detalle”, declaró Pradeep Chitta, del Instituto Max Planck de Investigaciones del Sistema Solar en Göttingen, Alemania. “No es posible hacer este tipo de observaciones en alta cadencia y tan detalladas porque las llamaradas no ofrecen tiempos suficientes de observación y porque este tipo de datos ocupa demasiado espacio en la memoria de la computadora que está a bordo de la nave espacial. Estábamos en el lugar y el momento justos como para poder ver los más mínimos detalles de esta llamarada”.
Los científicos de este estudio se sorprendieron al ver que lo que impulsa a las grandes llamaradas es una serie de pequeños eventos de reconexión que rápidamente se propagan en el espacio y el tiempo, creando así una cascada de eventos cada vez más violentos.
Lluvia de plasma
Incluso antes de la erupción de la llamarada el Solar Orbiter reveló que las emisiones del Sol aumentaban lentamente cuando la nave empezó a observar la región. Durante la llamarada las partículas se aceleraban a una velocidad de entre 40 y 50% de la de la luz.
Las observaciones detalladas revelaron también que se transfería energía del campo magnético al plasma circundante durante esos eventos de reconexión. “Vimos lo que parecían cintas, moviéndose extremadamente rápido por la atmósfera del sol incluso antes del episodio principal de la llamarada. Eran trozos de plasma que llovían continuamente, marcando la deposición de la energía, y haciéndose cada vez más potentes a medida que la llamarada avanzaba en intensidad”.
El plasma siguió lloviendo incluso cuando la llamarada se calmó, añadió Chitta.
“Las observaciones del Solar Orbiter revelan el impulso central de las llamaradas y ponen acento en el rol crucial del mecanismo de liberación de energía magnética, similar al de una avalancha”, dijo Miho Janvier, científico del proyecto del Solar Orbiter de la ESA. “Será bueno investigar si este mecanismo se da en todas las llamaradas y en las de otras estrellas”.
