Una nueva medición innovadora realizada por la nave espacial Solar Orbiter y la sonda Parker Solar acerca a los científicos más que nunca a resolver un misterio de larga data que rodea al sol. Por extraño que parezca, la atmósfera de nuestra estrella anfitriona, o corona, es asombrosamente más caliente que la superficie solar a pesar de estar más alejada de la fuente obvia de calor del sol, y este es un enigma que ha preocupado a los físicos durante aproximadamente 65 años.
La colaboración entre estos dos instrumentos fue posible cuando el Orbitador solar, operado por la Agencia Espacial Europea (ESA) realizó algunos ejercicios de gimnasia en el espacio. Estas maniobras permitieron a la nave espacial observar el sol y la NASA Sonda solar Parker al mismo tiempo. En última instancia, eso permitió observaciones solares simultáneas entre los dos, que en conjunto indicaron que es probable que la turbulencia esté calentando la superficie solar. corona a temperaturas increíbles.
“La posibilidad de utilizar tanto Solar Orbiter como Parker Solar Probe realmente ha abierto una dimensión completamente nueva en esta investigación”, afirma Gary Zank, coautor del estudio sobre los resultados e investigador de la Universidad de Alabama en Huntsville. dijo en un comunicado.
Este equipo podría finalmente resolver el llamado “misterio del calentamiento coronal”, que gira en torno a la discrepancia de calor entre la corona, hecha de un gas tenue y nebuloso cargado eléctricamente llamado plasma, y la superficie del sol, o fotosfera.
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¿Cuál es el misterio del calentamiento coronal?
La corona puede alcanzar temperaturas de hasta 1,8 millones de grados Fahrenheit (1.000.000 de grados Celsius), mientras que a 1.000 millas por debajo de ella, la fotosfera sólo alcanza temperaturas de alrededor de 10.800 grados Fahrenheit (6.000 grados Celsius).
Se trata de un hecho preocupante porque el núcleo del sol, donde se encuentra fusión nuclear de hidrógeno a helio, es de donde proviene la gran mayoría del calor del sol. Esto es como si el aire a un pie por encima de una fogata estuviera más caliente que el aire a una pulgada de las llamas.
La discrepancia en el calor también significa que debe haber otro mecanismo de calentamiento en juego directamente en la corona. Hasta ahora, este mecanismo ha eludido a los científicos, pero durante mucho tiempo se ha considerado una explicación plausible la turbulencia en la atmósfera del Sol que calienta significativamente el plasma coronal. Sin embargo, esa hipótesis había sido imposible de investigar con datos de una sola nave espacial.
Los satélites pueden investigar el Sol de dos maneras: pueden acercarse y ser personales, realizando mediciones in situ como lo hace la sonda solar Parker de la NASA, o pueden realizar investigaciones más remotas como el Solar Orbiter. El Solar Orbiter estudia la corona a unos 42 millones de kilómetros (26 millones de millas) de distancia del sol, mientras que la sonda solar Parker desafía el plasma ardiente del sol a su paso a unos 6,4 millones de kilómetros (4 millones de millas) de la superficie solar. .
Pero existe una compensación entre los dos enfoques.
La teledetección puede ver amplios detalles sobre el Sol, pero sufre cuando se trata de realizar observaciones de la física que está en juego en el plasma coronal. Por otro lado, las observaciones in situ pueden medir ese plasma con mayor detalle, pero tienden a pasar por alto el panorama solar más amplio.
Eso significa que unir las mediciones a gran escala de los acontecimientos en el Sol realizadas por el Solar Orbiter con las observaciones detalladas del mismo fenómeno realizadas por la sonda solar Parker podría presentarnos una imagen total del Sol con todos los detalles intrincados completados: lo mejor de todo. ambos mundos.
Sin embargo, esto no es tan sencillo como parece. Para facilitar esta colaboración, la sonda solar Parker tendría que estar dentro del campo de visión de uno de los instrumentos del Solar Orbiter mientras ambos observan el sol desde sus posiciones relativas.
Cómo los científicos lograron “lo mejor de ambos mundos” para potencialmente resolver un misterio solar
Un equipo de astrónomos, incluido el investigador del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), Daniele Telloni, descubrió que el 1 de junio de 2022, los dos observatorios solares estarían al alcance de la mano de la configuración orbital deseada para formar tal equipo.
Como el Solar Orbiter estaría mirando al sol, la sonda solar Parker estaría justo a un lado, sólo un poco fuera de la vista del instrumento Metis de la nave espacial de la ESA, un dispositivo llamado “coronógrafo” que bloquea la luz de la fotosfera para obtener imágenes de la corona y es ideal para observaciones distantes a gran escala.
Para alinear perfectamente las dos naves espaciales y tener la sonda solar Parker a la vista de Metis, el Solar Orbiter realizó un giro de 45 grados y luego apuntó ligeramente en dirección opuesta al sol.
Los datos que se recopilaron como resultado de esta maniobra bien planificada y autorizada por el equipo de operación de la nave espacial dieron sus frutos, revelando turbulencias que de hecho podrían estar transfiriendo energía en la forma en que los físicos solares habían predicho teóricamente que estaría causando el calentamiento coronal.
La turbulencia impulsa el calentamiento coronal de una manera similar a lo que sucede cuando se revuelve el café aquí. Tierra. La energía se transfiere a escalas más pequeñas mediante movimientos aleatorios en un fluido o gas (café y plasma) y esto convierte esa energía en calor. En el caso de la corona, el plasma está magnetizado, lo que significa que la energía magnética almacenada también puede convertirse en calor.
La transferencia de energía magnética y de movimiento o cinética de escalas mayores a menores es la esencia misma de esta turbulencia y, en las escalas más pequeñas, permite que las fluctuaciones interactúen con partículas individuales, en su mayoría cargadas positivamente. protonescalentándolos.
Sin embargo, eso no quiere decir que el misterio del calentamiento coronal sea un “caso cerrado”. Los científicos solares aún necesitan confirmar el mecanismo que han insinuado estos resultados y la colaboración entre la sonda solar Parker y el Solar Orbiter.
“Se trata de una primicia científica. Este trabajo representa un importante paso adelante en la solución del problema del calentamiento de la corona”, afirmó el científico del proyecto Solar Orbiter, Daniel Müller.
La investigación del equipo fue publicado el jueves (14 de septiembre) en Astrophysical Journal Letters.