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Los campos magnéticos, en el origen de los chorros solares

Las partículas neutras que hay en la atmósfera solar facilitan que los campos magnéticos del Sol atraviesen la superficie de esta estrella y produzcan los chorros solares, según un estudio dirigido por el astrónomo Juan Martínez-Sykora, ha informado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

El IAC ha explicado en un comunicado que, a pesar de su abundancia, esos “jets” de plasma, denominados espículas, eran un misterio porque no se entendía cómo se formaban, ni si influían en el calentamiento de las capas exteriores de la atmósfera del Sol o el viento solar.

Ahora, un estudio liderado por el investigador del Lockheed Martin’s Solar and Astrophysics Laboratory (California, EEUU) y astrofísico por la Universidad de La Laguna (ULL) Juan Martínez-Sykora, demuestra que la presencia de neutros en la atmósfera solar facilita que los campos magnéticos atraviesen la superficie del Sol produciendo las espículas.

El estudio ha sido publicado en la revista Science y los investigadores han combinado simulaciones e imágenes tomadas con el espectrógrafo IRIS de la NASA y el Telescopio Solar Sueco del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

El IAC ha hecho público un comunicado en el que señala que, en cualquier momento, hasta diez millones de chorros gigantescos de materia salen despedidos de la superficie del Sol a toda velocidad.

Simulaciones por ordenador

Además de las imágenes se usaron simulaciones por ordenador cuyo código desarrollaron durante casi diez años, y, según señala uno de los investigadores, Bart De Pontieu, se compararon los resultados para averiguar “cómo de bien se reproducen, así como para interpretar nuestras observaciones espaciales”.

El modelo que generaron se basa en la dinámica del plasma, un gas muy caliente parcialmente ionizado y que fluye a lo largo de los campos magnéticos.

Las versiones anteriores consideraban la parte baja de la atmósfera como un plasma uniforme o completamente cargado, pero sospechaban que algo faltaba, ya que nunca detectaron espículas en las simulaciones, se señala en el comunicado.

La solución la hallaron en las partículas neutras, y los científicos se inspiraron en la ionosfera de la Tierra, una región superior de la atmósfera donde las interacciones entre partículas neutras y cargadas son responsables de numerosos procesos dinámicos.

En regiones más frías del Sol, tales como la de transición, no todas las partículas de gas están eléctricamente cargadas, de modo que son neutras y no están sujetas a los campos magnéticos.

Los modelos anteriores partieron de un gas completamente ionizado para simplificar el problema, porque, además de costosos, computarlos requiere mucho tiempo.

Ahora se sabe que las partículas neutras son una pieza necesaria en el rompecabezas, se agrega en el comunicado.

Juan Martínez-Sykora ha señalado que, normalmente, los campos magnéticos están fuertemente asociados a partículas cargadas, y si se considera a éstas últimas, los campos magnéticos se atascaban y no despegaban de la superficie.

Campos magnéticos moviéndose con mayor libertad

Cuando se añadieron partículas neutras, los campos magnéticos podían moverse con mayor libertad, ha añadido el investigador.

Ha añadido que las partículas neutras proporcionan la flotabilidad que los nudos magnéticos necesitan para atravesar el plasma hirviendo, y alcanzar la superficie.

Una vez en la superficie, se rompen en espículas, liberando la tensión en forma plasma y energía.

Este resultado es un claro ejemplo del gran avance que se puede conseguir al combinar métodos teórico-numéricos poderosos, observaciones de última generación y herramientas de supercomputación para comprender mejor los fenómenos astrofísicos, ha comentado Fernando Moreno-Insertis, físico solar del IAC y supervisor del trabajo Diploma de Estudios Avanzados (DEA) de Juan Martínez-Sykora.

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