2 naves espaciales capturaron las ondas que podrían calentar y acelerar el viento solar

Una afortunada alineación de dos sondas espaciales que estudian el sol finalmente puede haber resuelto un misterio solar de décadas.

Los datos de la sonda solar Parker de la NASA y del Observatorio Solar de la Agencia Espacial Europea sugieren que las ondas de plasma conocidas como ondas Alfvén inyectan energía en el viento solar a medida que sale de la atmósfera exterior del sol, potencialmente explicando por qué el viento solar es mucho más caliente y rápido de lo que los heliofísicos esperan, informan los investigadores el 29 de agosto en Science.

Los hallazgos proporcionan "una indicación muy fuerte de que las ondas Alfvén pueden calentar y acelerar el viento solar", dice Jean Perez, un físico de plasma del Instituto de Tecnología de Florida en Melbourne que no estuvo involucrado en el estudio.

Desde los albores de la Era Espacial, cuando las sondas robóticas abandonaron por primera vez la atmósfera, los científicos han sabido que el viento solar - una corriente de partículas cargadas liberadas de la atmósfera del sol - se acelera a medida que se expande hacia el sistema solar. Los cálculos teóricos también indican que la temperatura del viento solar debería disminuir a medida que se expande en el espacio. Esta disminución sí ocurre, pero las mediciones encuentran que sucede más lento de lo previsto.

Observaciones desde la Tierra han descubierto previamente ondas Alfvén oscilando cerca del sol. Tales ondas son oscilaciones en los campos magnéticos del plasma que emerge del sol. A veces son tan grandes que vuelven sobre sí mismas en lo que se han llamado "dobleces" (SN 1/15/21). Las ondas Alfvén observadas tenían la cantidad correcta de energía para explicar los dos misterios de larga data sobre la velocidad y la temperatura del viento solar, pero aún faltaba evidencia directa.

Entran en escena Parker Solar Probe y Solar Orbiter. A finales de febrero de 2022, Parker pasaba por una región aproximadamente a una quinta parte de la distancia entre el sol y Mercurio, justo donde estas ondas Alfvén intermitentes revolotean. Por casualidad, Solar Orbiter atravesó el mismo chorro de plasma un poco menos de dos días después, aproximadamente en la órbita de Venus.

"Tienes estas dos sondas espaciales interceptando el mismo viento solar, lo que nos permite cuantificar la energía de estas ondas", dice Yeimy Rivera, una heliofísica del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts.

Parker midió el chorro de plasma pasando a aproximadamente 1.4 millones de kilómetros por hora, mientras que Solar Orbiter lo encontró moviéndose a 1.8 millones de km/h. El plasma en Solar Orbiter también estaba ardiendo a 200,000 grados Celsius, tres veces más caliente de lo que debería haber sido según las aproximaciones teóricas. Las ondas Alfvén se habían disipado en el intermedio. Esta disipación habría inyectado exactamente la cantidad correcta de energía en el viento solar para dar cuenta de la velocidad y la temperatura incrementadas medidas por Solar Orbiter, calculan Rivera y sus colegas.

El efecto es similar a agitar la mano en un túnel de viento, produciendo ondas cuya energía luego se mezcla con el aire circundante, dice el heliofísico Sam Badman, también del Centro de Astrofísica.

Pero no todos están completamente convencidos de que este misterio esté resuelto. Algunos científicos dicen que es posible que el equipo no haya tenido en cuenta la complejidad del viento solar, lo que significa que las dos sondas podrían no haber interceptado el mismo chorro de plasma.

Rivera y Badman coinciden en que tales mediciones son difíciles pero sienten que hicieron múltiples verificaciones, como encontrar la misma cantidad exacta de helio en los chorros por los que volaron las sondas, para verificar sus observaciones. En el futuro, los investigadores dicen que esperan corroborar aún más sus hallazgos explorando la física detallada detrás de la transferencia de energía entre las ondas Alfvén y el viento solar.