Durante 83 años, los físicos solares han estado cazando fantasmas. Sabían que las ondas torsionales de Alfven tenían que existir en algún lugar de la ardiente atmósfera del Sol, retorciéndose a través de líneas de campo magnético como sacacorchos invisibles. Simplemente no podían verlos. Hasta ahora.
Un equipo dirigido por el profesor Richard Morton de la Universidad de Northumbria finalmente ha capturado evidencia directa de estas elusivas ondas en la corona del Sol, utilizando el telescopio solar más poderoso del mundo ubicado en la cima de una montaña hawaiana. El descubrimiento, publicado hoy en Nature Astronomy, podría finalmente resolver uno de los enigmas más desconcertantes del Sol: por qué su atmósfera exterior arde a millones de grados mientras que la superficie debajo se mantiene a una temperatura comparativamente fría de 5.500 grados Celsius.
Resulta que la respuesta puede estar en ondas que no pudimos ver.
La diferencia entre balancearse y girar
Las ondas Alfven son perturbaciones magnéticas que se propagan a través del plasma, el cuarto estado de la materia que constituye el Sol. Los científicos han detectado antes las primas más grandes y aisladas de estas ondas, generalmente vinculadas a dramáticas erupciones solares. ¿Pero el tipo de torsión pequeño y persistente que podría estar bombeando energía de manera constante hacia la corona? Éstas siguieron siendo teóricas, predichas en 1942 por el premio Nobel Hannes Alfven pero nunca observadas directamente.
El problema no era sólo verlos. Los estaba separando de todos los demás movimientos que ocurrían en la corona. Morton describe el desafío en términos simples: el movimiento del plasma está dominado por movimientos oscilantes que enmascaran completamente la torsión. Para encontrar el giro, tuvo que desarrollar técnicas analíticas completamente nuevas para eliminar la influencia.
Lo que hizo posible el avance fue el espectropolarímetro criogénico del infrarrojo cercano del telescopio solar Daniel K. Inouye, un instrumento tan sensible que puede rastrear el hierro calentado a 1,6 millones de grados Celsius y detectar los cambios más pequeños en la forma en que se mueve el plasma. Con un espejo de cuatro metros de ancho, cuatro veces más grande que los telescopios solares anteriores, la instalación representa dos décadas de planificación internacional.
“Este descubrimiento pone fin a una búsqueda prolongada de estas ondas que tiene su origen en la década de 1940. Finalmente hemos podido observar directamente estos movimientos de torsión que retuercen las líneas del campo magnético hacia adelante y hacia atrás en la corona”.
Las ondas se revelan a través del análisis espectroscópico, creando cambios característicos de rojo y azul en lados opuestos de las estructuras magnéticas a medida que el plasma se acerca y se aleja de la Tierra. A diferencia de las conocidas ondas retorcidas que hacen que estructuras magnéticas enteras se balanceen visiblemente en las películas solares, las ondas torsionales de Alfven operan a una escala que requiere este tipo de medición de precisión.
Por qué esto es importante más allá del sol
La corona, visible como un halo fantasmal durante los eclipses solares, alcanza temperaturas que superan el millón de grados centígrados. Ese calor acelera el plasma lejos del Sol en forma de viento solar, que llena todo nuestro sistema solar y genera perturbaciones magnéticas que pueden causar estragos en la Tierra. Las comunicaciones por satélite fallan. Fallo en los sistemas GPS. Sobrecarga de las redes eléctricas.
Comprender cómo se mueve la energía a través de la corona tiene ventajas prácticas. Las ondas de Alfven también pueden generar retrocesos magnéticos, importantes portadores de energía en el viento solar que la sonda solar Parker de la NASA ha observado de cerca.
“Esta investigación proporciona una validación esencial para la variedad de modelos teóricos que describen cómo la turbulencia de las ondas de Alfven alimenta la atmósfera solar. Tener observaciones directas finalmente nos permite probar estos modelos con la realidad”.
Morton ganó tiempo de observación en el telescopio mientras aún estaba siendo probado, una apuesta calculada que valió la pena. La Universidad de Northumbria ha estado involucrada en el desarrollo del telescopio durante años, como parte de un consorcio del Reino Unido que diseñó cámaras para Visible Broadband Imager.
El descubrimiento representa un importante esfuerzo internacional, con colaboradores de la Universidad de Pekín, la KU Leuven, la Universidad Queen Mary de Londres, la Academia China de Ciencias y el Observatorio Solar Nacional NSF. También es el tercer artículo de Morton este año sobre las ondas de Alfven, tras las publicaciones en The Astrophysical Journal en abril y junio.
El equipo espera que su trabajo genere nuevas investigaciones sobre cómo estas ondas se propagan y liberan energía en la corona. Después de 83 años de búsqueda, la caza ha terminado. Ahora puede comenzar el verdadero trabajo de comprender qué hacen estas ondas.
Astronomía de la naturaleza: 10.1038/s41550-025-02690-9
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