Los jets solares tipo renacuajo vistos con la NASA & # 039; S IRIS agregan una nueva pista al viejo misterio

Los científicos han descubierto chorros con forma de renacuajo que salen de regiones con campos magnéticos intensos en el Sol. A diferencia de los que viven en la Tierra, estos "renacuajos", formalmente llamados pseudo choques, están hechos completamente de plasma, el material eléctricamente conductor hecho de partículas cargadas que representan aproximadamente el 99 por ciento del universo observable. El descubrimiento agrega una nueva pista a uno de los misterios más antiguos de la astrofísica.

Durante 150 años, los científicos han estado tratando de averiguar por qué la tenue atmósfera superior del Sol, la corona, es 200 veces más caliente que la superficie solar. Esta región, que se extiende a lo largo de millones de millas, de alguna manera se sobrecalienta y libera continuamente partículas altamente cargadas, que corren a través del sistema solar a velocidades supersónicas.

Cuando esas partículas se encuentran con la Tierra, tienen el potencial de dañar satélites y astronautas, interrumpir las telecomunicaciones e incluso interferir con las redes eléctricas durante eventos particularmente fuertes. Comprender cómo la corona se calienta tanto puede, en última instancia, ayudarnos a comprender la física fundamental detrás de lo que impulsa estas interrupciones.

En los últimos años, los científicos han debatido ampliamente dos posibles explicaciones para el calentamiento coronal: nanoflares y ondas electromagnéticas. La teoría del nanoflare propone explosiones similares a bombas, que liberan energía a la atmósfera solar. Hermanos de las llamaradas solares más grandes, se espera que ocurran cuando las líneas del campo magnético se vuelven a conectar de forma explosiva, liberando una oleada de partículas calientes y cargadas. Una teoría alternativa sugiere que un tipo de onda electromagnética llamada ondas de Alfvén podría empujar partículas cargadas a la atmósfera como una onda del océano que empuja a un surfista. Los científicos ahora piensan que la corona puede ser calentada por una combinación de fenómenos como estos, en lugar de uno solo.

El nuevo descubrimiento de pseudo-choques agrega otro jugador a ese debate. En particular, puede aportar calor a la corona durante momentos específicos, especialmente cuando el Sol está activo, como durante los máximos solares, la parte más activa del ciclo de 11 años del Sol marcado por un aumento en las manchas solares, las erupciones solares y la masa coronal. expulsiones.

El descubrimiento de los renacuajos solares fue algo fortuito. Cuando los científicos analizaron recientemente los datos del Espectrógrafo de Imágenes de la Región de Interfaz o IRIS de la NASA, los científicos notaron que había jets alargados únicos que emergían de las manchas solares (regiones frías y magnéticamente activas en la superficie del Sol) y que se elevaban 3,000 millas hacia la corona interior. Los jets, con cabezas voluminosas y colas enrarecidas, miraron a los científicos como renacuajos nadando a través de las capas del Sol.

"Estábamos buscando ondas y expulsión de plasma, pero en cambio, notamos estos pseudo-choques dinámicos, como chorros de plasma desconectados, que no son como choques reales sino que son altamente energéticos para cumplir con las pérdidas radiativas del Sol", dijo Abhishek Srivastava, científico de la India. Instituto de Tecnología (BHU) en Varanasi, India, y autor principal del nuevo documento en Naturaleza astronomia.

Usando simulaciones por computadora que coinciden con los eventos, determinaron que estos seudo-choques podrían llevar suficiente energía y plasma para calentar la corona interna.

Los científicos creen que los pseudo-choques son expulsados ​​por la reconexión magnética, un enredo explosivo de las líneas del campo magnético, que a menudo ocurre en y alrededor de las manchas solares. Las pseudo-descargas solo se han observado alrededor de los bordes de las manchas solares hasta ahora, pero los científicos esperan que también se encuentren en otras regiones altamente magnetizadas.

En los últimos cinco años, IRIS ha mantenido un ojo en el Sol en sus más de 10,000 órbitas alrededor de la Tierra. Es uno de los muchos en la flota de la NASA que mira al Sol y ha observado continuamente el Sol durante las últimas dos décadas. Juntos, están trabajando para resolver el debate sobre el calentamiento coronal y resolver otros misterios que guarda el Sol.

"Desde el principio, la investigación científica de IRIS se ha centrado en combinar observaciones de alta resolución de la atmósfera solar con simulaciones numéricas que capturan procesos físicos esenciales", dijo el científico investigador Bart De Pontieu en el Laboratorio de Astrofísica Solar y Lockheed Martin en Palo Alto, California. "Este documento es una buena ilustración de cómo un enfoque tan coordinado puede conducir a nuevos conocimientos físicos sobre lo que impulsa la dinámica de la atmósfera solar".

El miembro más nuevo de la flota de heliofísicos de la NASA, Parker Solar Probe, puede proporcionar algunas pistas adicionales al misterio del calentamiento de la corona. Lanzada en 2018, la nave espacial vuela a través de la corona solar para rastrear cómo la energía y el calor se mueven a través de la región y para explorar qué acelera el viento solar y las partículas energéticas solares. Al observar fenómenos muy por encima de la región donde se encuentran los pseudo-choques, la investigación de Parker Solar Probe espera arrojar luz sobre otros mecanismos de calentamiento, como los nanoflares y las ondas electromagnéticas. Este trabajo complementará la investigación realizada con IRIS.

"Este nuevo mecanismo de calefacción podría compararse con las investigaciones que realizará Parker Solar Probe", dijo Aleida Higginson, investigadora adjunta para Parker Solar Probe en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "Juntos podrían proporcionar una imagen completa del calentamiento coronal".

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