Desde nuestro punto de vista en el suelo, el sol parece una bola de luz inmóvil, pero en realidad, rebosa de actividad. Erupciones llamadas erupciones solares y eyecciones de masa coronal explotan en la atmósfera caliente del sol, la corona, enviando luz ypartículas de alta energía hacia el espacio. La corona también libera constantemente una corriente de partículas cargadas conocida como el viento solar.
Pero este no es el tipo de viento en el que puedes volar una cometa.
Incluso el viento solar de movimiento más lento puede alcanzar velocidades de alrededor de 700,000 mph. Y aunque los científicos saben mucho sobre el viento solar, la fuente del viento lento sigue siendo un misterio. Ahora, un equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt,Maryland, ha explorado un estudio de caso detallado del viento solar lento, utilizando observaciones recientemente procesadas cerca de la Tierra para determinar qué de hecho sembró ese viento a 93 millones de millas de distancia, de regreso al Sol. El equipo detectó signos reveladores en el viento que barríapor la Tierra que muestra que se originó a partir de un fenómeno magnético conocido como reconexión magnética. Un artículo sobre estos resultados fue publicado el 22 de abril de 2016 en la revista Cartas de investigación geofísica .
Conocer la fuente del viento solar lento es importante para comprender el entorno espacial alrededor de la Tierra, ya que el espacio cercano a la Tierra pasa la mayor parte del tiempo bañado por este viento. Así como es importante conocer la fuente de frentes fríos y frentes cálidospara predecir el clima terrestre, comprender la fuente del viento solar puede ayudar a descifrar el clima espacial alrededor de la Tierra, donde los cambios a veces pueden interferir con nuestras comunicaciones de radio o GPS, lo que puede ser perjudicial para guiar el tráfico de las líneas aéreas y navales.
Viento solar lento y rápido
El viento solar rápido, como era de esperar, puede viajar mucho más rápido que el viento lento hasta 1.7 millones de mph, pero la diferencia más definitiva entre el viento solar rápido y lento es su composición. El viento solar es lo que se conoce como plasma,un gas calentado compuesto de partículas cargadas, principalmente protones y electrones, con trazas de elementos más pesados como helio y oxígeno. La cantidad de elementos pesados y su estado de carga, o el número de electrones, difieren entre los dos tipos de viento.
"La composición y el estado de carga del viento solar lento es muy diferente del del viento solar rápido", dijo Nicholeen Viall, científico solar de Goddard. "Estas diferencias implican que provienen de diferentes lugares del sol".
Al estudiar su composición, los científicos saben que el viento solar rápido emana del interior de los agujeros coronales, áreas de la atmósfera solar donde la corona es más oscura y fría. El viento solar lento, por otro lado, está asociado con regiones más cálidasalrededor del ecuador, pero no está claro cómo se libera el viento solar lento.
Pero los nuevos resultados pueden haber proporcionado una respuesta.
Rastreando la fuente: reconexión magnética
La reconexión magnética puede ocurrir en cualquier lugar donde haya campos magnéticos potentes, como en el entorno magnético del sol. Imagine una línea de campo magnético apuntando en una dirección y otra línea de campo cercana moviéndose hacia ella apuntando en la dirección opuesta. A medida que se unen,las líneas de campo se cancelarán y volverán a formarse, cada una realizando una especie de giro en U y curvándose para moverse en una dirección perpendicular. Las nuevas líneas de campo magnético resultantes crean una gran fuerza, como una banda elástica tensa que se lanzafuera del plasma. Este plasma es el viento solar lento.
El equipo estudió un intervalo de estructuras periódicas de 90 minutos en el viento lento, e identificó estructuras magnéticas que son las huellas digitales reveladoras de la reconexión magnética. También encontraron que cada paquete de 90 minutos de viento lento mostró una variabilidad intrigante y repetitiva quesolo podrían ser restos de reconexión magnética de vuelta al sol.
"Encontramos que la densidad y la composición del estado de carga del viento solar lento aumenta y disminuye cada 90 minutos, variando de lo que normalmente es viento lento a lo que se considera rápido", dijo Viall. "Pero la velocidad fue constante a un ritmo lentovelocidad del viento. Esto solo podría crearse mediante la reconexión magnética en el sol, aprovechando las regiones de fuente de viento rápidas y lentas ".
Los investigadores descubrieron por primera vez las estructuras de densidad periódica hace unos 15 años utilizando la nave espacial Wind, un satélite lanzado en 1994 para observar el entorno espacial que rodea la Tierra. Los científicos observaron oscilaciones en los campos magnéticos cerca de la Tierra, conocida como la magnetosfera.
"Se pensó que la magnetosfera sonó como una campana cuando el viento solar la golpeó con un aumento repentino de la presión", dijo Larry Kepko, un científico magnetosférico en Goddard. "Fuimos a mirar más de cerca y encontramos estas periodicidades".en el viento solar. La magnetosfera estaba actuando más como un tambor que como una campana ".
Pero Wind solo dio a los investigadores mediciones de la densidad y velocidad del viento solar lento, y no pudo identificar su fuente. Para eso, necesitaban datos de composición.
Además, para resolver este problema, los científicos de diferentes disciplinas debían trabajar juntos para llegar a una explicación de todo el sistema. Kepko estudia la magnetosfera, mientras que Viall estudia el Sol. Al observar lo que está cerca de la Tierra y lo que está sucediendoen el sol, el equipo podría determinar la fuente del viento solar lento.
Los científicos recurrieron al Explorador avanzado de composición de la NASA. ACE se lanzó en 1997 para estudiar y medir la composición de varios tipos de material espacial, incluidos el viento solar y los rayos cósmicos. Puede observar partículas solares y ayuda a los investigadores a determinar la composición elemental y las velocidades deviento solar.
"Sin los datos de ACE, no hubiéramos podido hacer esta investigación", dijo Kepko. "No hay otro instrumento que nos brinde la información en la resolución de tiempo que necesitábamos".
El equipo continúa buscando datos de composición para encontrar otras instancias de las estructuras de densidad periódicas para determinar si la fuente de todo el viento solar lento es la reconexión magnética. Su estudio de caso muestra claramente que este evento en particular fue el resultado de la reconexión magnética,pero desean encontrar otros ejemplos para demostrar que este es el mecanismo más común para alimentar el viento solar lento.
A medida que el equipo reúne más información sobre la reconexión magnética y sus efectos cerca del sol, se agregará a un creciente conocimiento sobre el fenómeno en general, porque los eventos de reconexión magnética tienen lugar en todo el universo.
"Si podemos entender este fenómeno aquí, donde realmente podemos medir el campo magnético, podemos tener una mejor idea de cómo tienen lugar estos procesos físicos fundamentales en otros lugares del universo", dijo Viall.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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