Es uno de los misterios más grandes y más antiguos que rodean, literalmente, a nuestro sol, ¿por qué su atmósfera exterior es más caliente que su superficie ardiente?
Los investigadores de la Universidad de Michigan creen que tienen la respuesta y esperan demostrarla con la ayuda de la sonda solar Parker de la NASA.
En aproximadamente dos años, la sonda será la primera nave fabricada por el hombre en ingresar a la zona que rodea el sol donde el calentamiento se ve fundamentalmente diferente de lo que se ha visto anteriormente en el espacio. Esto les permitirá probar su teoría de que el calentamiento esdebido a pequeñas ondas magnéticas que viajan de un lado a otro dentro de la zona.
Resolver el enigma permitiría a los científicos comprender y predecir mejor el clima solar, lo que puede representar serias amenazas para la red eléctrica de la Tierra. Y el primer paso es determinar dónde comienza y termina el calentamiento de la atmósfera exterior del sol: un rompecabezas sin escasez deteorías
"Cualquiera que sea la física detrás de este sobrecalentamiento, es un rompecabezas que nos ha estado mirando a los ojos durante 500 años", dijo Justin Kasper, profesor de ciencias del clima y del espacio de la UM e investigador principal de la misión Parker ".solo dos años más, Parker Solar Probe finalmente revelará la respuesta "
La teoría de la UM y cómo el equipo usará a Parker para probarla, se presenta en un documento publicado el 4 de junio en Las letras del diario astrofísico .
En esta "zona de calentamiento preferencial" sobre la superficie del sol, las temperaturas se elevan en general. Aún más extraño, los elementos individuales se calientan a diferentes temperaturas, o preferentemente. Algunos iones más pesados se sobrecalientan hasta que son 10 veces más calientes que el hidrógeno queestá en todas partes en esta área, más caliente que el núcleo del sol.
Estas altas temperaturas hacen que la atmósfera solar se hinche muchas veces el diámetro del sol y son la razón por la que vemos la corona extendida durante los eclipses solares. En ese sentido, dice Kasper, el misterio del calentamiento coronal ha sido visible para los astrónomosdurante más de medio milenio, incluso si las altas temperaturas solo se apreciaron en el siglo pasado.
Esta misma zona presenta "ondas Alfvén" hidromagnéticas que se mueven hacia adelante y hacia atrás entre su borde más externo y la superficie del Sol. En el borde más externo, llamado punto Alfvén, el viento solar se mueve más rápido que la velocidad de Alfvén, y las olas ya no puedenviajar de regreso al sol.
"Cuando estás por debajo del punto de Alfvén, estás en esta sopa de olas", dijo Kasper. "Las partículas cargadas son desviadas y aceleradas por las olas que vienen de todas las direcciones".
Al tratar de estimar qué tan lejos de la superficie del sol se detiene este calentamiento preferencial, el equipo de UM examinó décadas de observaciones del viento solar por la nave espacial Wind de la NASA.
Observaron cuánto del aumento de la temperatura del helio cerca del sol fue arrastrado por colisiones entre iones en el viento solar mientras viajaban a la Tierra. Observar la disminución de la temperatura del helio les permitió medir la distancia al borde exterior delzona.
"Tomamos todos los datos y los tratamos como un cronómetro para calcular cuánto tiempo ha transcurrido desde que el viento se recalentó", dijo Kasper. "Como sé lo rápido que se mueve ese viento, puedo convertir la información auna distancia."
Esos cálculos colocan el borde exterior de la zona de sobrecalentamiento a aproximadamente 10 a 50 radios solares de la superficie. Era imposible ser más definitivo ya que algunos valores solo se podían adivinar.
Inicialmente, Kasper no pensó en comparar su estimación de la ubicación de la zona con el punto de Alfvén, pero quería saber si había una ubicación físicamente significativa en el espacio que produjera el límite exterior.
Después de leer que se ha observado que el punto Alfvén y otras superficies se expanden y contraen con la actividad solar, Kasper y el coautor Kristopher Klein, un ex postdoctorado de la UM y nueva facultad en la Universidad de Arizona, reelaboraron su análisis mirando año tras año-año cambia en lugar de considerar toda la Misión del Viento.
"Para mi sorpresa, el límite exterior de la zona de calentamiento preferencial y el punto Alfvén se movieron de manera totalmente predecible a pesar de ser cálculos completamente independientes", dijo Kasper. "Usted los superpuso y están haciendo exactamente lo mismolo mismo con el tiempo "
Entonces, ¿el punto Alfvén marca el borde exterior de la zona de calentamiento? ¿Y qué está cambiando exactamente debajo del punto Alfvén que sobrecalienta los iones pesados? Deberíamos saberlo en los próximos años. La sonda solar Parker despegó en agosto de 2018 ytuvo su primer encuentro con el sol en noviembre de 2018, ya se acercaba más al sol que cualquier otro objeto hecho por el hombre.
En los próximos años, Parker se acercará aún más con cada pasada hasta que la sonda caiga por debajo del punto Alfvén. En su artículo, Kasper y Klein predicen que debería ingresar a la zona de calentamiento preferencial en 2021 a medida que el límite se expande con el aumento de la actividad solarEntonces, la NASA tendrá información directa de la fuente para responder todo tipo de preguntas de larga data.
"Con Parker Solar Probe podremos determinar definitivamente a través de mediciones locales qué procesos conducen a la aceleración del viento solar y al calentamiento preferencial de ciertos elementos", dijo Klein. "Las predicciones en este documento sugieren que estos procesos sonoperando debajo de la superficie de Alfvén, una región cercana al sol que ninguna nave espacial ha visitado, lo que significa que estos procesos de calentamiento preferenciales nunca antes se habían medido directamente ".
Kasper es el investigador principal de la Investigación de Alfas y Protones de Electrones del Viento Solar en la Sonda Solar Parker. Los sensores SWEAP recogen el viento solar y las partículas coronales durante cada encuentro para medir la velocidad, la temperatura y la densidad, y arrojan luz sobre el misterio del calentamiento.
La investigación está financiada por la Misión del Viento de la NASA.
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Materiales proporcionado por Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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