Un streamer de plasma giratorio y giratorio que escapa al sol después de una expulsión de masa coronal (CME) ha sido capturado en video por el orbitador solar de la Agencia Espacial Europea, y podría proporcionar pistas vitales sobre cómo la energía magnética que impulsa el viento solar y las erupciones gigantes en el sol.
El streamer helicoidal fue visto por Orbitter solar el 12 de octubre de 2022. Duró más de tres horas, extendiendo hasta 2 millones de kilómetros (1.3 millones de millas) de longitud, transportando plasma y energía magnética lejos de el sol.
Solar Orbiter usó su instrumento Metis, que presenta un coronagrafo Para bloquear el resplandor del cuerpo del sol, para permitir que el orbitador solar vea el exterior más débil del sol atmósferallamado la corona, a la luz visible y ultravioleta. Es la Corona tenue, llena de serpentinas, que podemos ver desde la Tierra durante un total eclipse solar.
Las estructuras helicoidales han sido atrapadas en la cámara en la corona solar antes, pero nunca se han observado con tal detalle o durante tanto tiempo. Cómo se desarrolló el streamer ahora ofrece pistas de los físicos solares sobre qué impulsa el viento solar y CMES.
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Los investigadores dirigidos por Paolo Romano, del Instituto Nacional de Astrofísica, en el Observatorio Astrofísico de Catania en Italia, han estudiado el streamer torcedor y lo rastrearon hasta su origen en la corona inferior.
La imagen que presentan es esta: en la base de la corona, la energía magnética se almacena en líneas de campo magnético tensos. La corona está llena de agujeros, como el queso suizo, donde las líneas de campo magnético están abiertas; esto, se extienden al espacio en lugar de doblarse nuevamente en la superficie del sol (llamada fotosfera) en un circuito cerrado.
El viento solar sopla a través de estos agujeros coronales. Se produce un fenómeno conocido como reconexión de intercambio, que es la reconexión magnética (donde las líneas de campo magnético se rompen y luego se vuelven a conectar, liberando energía) entre los campos magnéticos abiertos y cerrados en la parte inferior de la corona. Los eventos de reconexión más poderosos pueden liberar suficiente energía para producir bengalas solares y filamentos magnéticos explosivos que resultan en CME.
En menor escala, la reconexión de intercambio impulsa una población constante y global de aviones que inyectan energía en la corona y a través de los agujeros coronales. Estos chorros energizan las ondas magnéticas en el plasma solar llamadas ondas de Alfvén, que a su vez empujan el plasma alrededor y a través de los agujeros coronales, en el proceso que expulsa la materia en el viento solar que sopla a través de esos agujeros.
Entonces, ¿de dónde entra en juego el streamer torpe? Basado en observaciones de Solar Orbitter y su socio en el crimen, la NASA Sonda solar de Parker – que se acerca tanto al sol como para sumergirse en la corona, los físicos solares se han convencido de que la estructura magnética de la escapada de plasma de un evento masivo de reconexión de intercambio es en forma de una “cuerda de flujo retorcido”.
Una cuerda de flujo es un tubo de energía magnética que ha estallado en un filamento solar, que es un encaje o canal de plasma sostenido por campos magnéticos cerrados. La reconexión del intercambio entre el filamento y las líneas de campo magnético abiertos circundantes libera la energía que alimenta un CME, la expulsión resultante es un poderoso chorro que estalla a través de la corona solar y en el espacio, arrastrando el plasma con él para formar el CME. Este tubo de flujo forma el centro brillante de un CME.
Y eso es exactamente lo que presenció el orbitador solar: el tubo de flujo retorcido después de un poderoso evento de reconexión de intercambio que lanzó un CME gigante al espacio.
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Según las simulaciones por computadora, la naturaleza retorcida del tubo de flujo es una consecuencia natural de una reconexión de intercambio de larga duración. Sin embargo, las observaciones de Solar Orbitter con METI revelaron más. La inclinación, o la inclinación, de las características de torsión en el tubo de flujo que se escapa disminuye con la altura sobre el sol, lo que indica que las líneas de campo magnético están creciendo más radialmente con el sol a medida que se propagan en el sistema solar. Las perturbaciones en el campo magnético transportado por el streamer podrían amplificarse a medida que avanzan en el espacio.
El equipo de Romano especula que podrían ser estas perturbaciones las que crean la Switchbacks magnéticosdonde la dirección del campo magnético en el viento solar revierte repentinamente el curso antes de continuar hacia adelante en una especie de movimiento en zigzagueo, como lo ve tanto el orbitador solar y la sonda solar de Parker.
Durante décadas, los mayores misterios del sol: cómo la corona solar se calienta a más de un millón de grados centígrados, por ejemplo, y de dónde proviene la energía para conducir el viento solar y los CME, fueron secretos de cerca. Ahora que Solar Orbitter y Parker Solar Probe se están acercando al sol como sea posible, por fin el sol está renunciando a sus mayores enigmas.
El documento de investigación académica que describe las observaciones de Solar Orbitter sobre el streamer de torcedura se publicó el 26 de marzo en The Astrophysical Journal.