Los primeros resultados de la sonda solar Parker de la NASA revelan detalles sorprendentes sobre nuestro Sol.


La imagen WISPR de la sonda solar Parker de la NASA capturó imágenes del flujo constante de material del Sol durante su acercamiento al nuestra estrella en abril de 2019.
Créditos: NASA / NRL / APL

El Sol se revela con detalles dramáticos y arroja luz sobre cómo se pueden formar y comportar otras estrellas en todo el Universo, todo gracias a la sonda solar Parker de la NASA. La nave espacial está soportando temperaturas abrasadoras para recopilar datos, que se comparten por primera vez en cuatro nuevos documentos que iluminan características previamente desconocidas y solo teorizadas de nuestro volátil vecino celestial.

La información que Parker ha descubierto sobre cómo el Sol expulsa constantemente material y energía ayudará a los científicos a reescribir los modelos que usan para comprender y predecir el clima espacial alrededor de nuestro planeta, y comprender el proceso mediante el cual las estrellas se crean y evolucionan. Esta información será vital para proteger a los astronautas y la tecnología en el espacio, una parte importante del programa Artemis de la NASA, que enviará a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna para 2024 y, finalmente, a Marte.

Los cuatro documentos, ahora disponibles en línea desde la revista Nature, describen las observaciones sin precedentes de Parker cerca del Sol a través de dos sobrevuelos cercanos récord. Revelan nuevos conocimientos sobre los procesos que impulsan el viento solar (la salida constante de gas caliente e ionizado que fluye hacia afuera desde el Sol y llena el Sistema Solar) y cómo el viento solar se combina con la rotación solar. A través de estos sobrevuelos, la misión también examinó el polvo del entorno coronal y detectó eventos de aceleración de partículas tan pequeños que no se pueden detectar desde la Tierra, que está a casi 150 millones de kilómetros del Sol.

Durante sus sobrevuelos iniciales, Parker estudió el Sol desde una distancia de aproximadamente 24 millones de kilómetros. Esta distancia está más cerca del Sol que Mercurio, pero la nave espacial se acercará aún más en el futuro, ya que viaja a más de 213,000 mph, más rápido que cualquier nave espacial anterior.

“Estos primeros datos de Parker revelan nuestra estrella, el Sol, de formas nuevas y sorprendentes”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencias en la sede de la NASA en Washington. “Observar el Sol de cerca, en lugar de hacerlo desde una distancia mucho mayor, nos brinda una visión sin precedentes de los fenómenos solares importantes y de cómo nos afectan en la Tierra, y nos brinda nuevas ideas relevantes para la comprensión de las estrellas activas en las galaxias. Es solo el comienzo de un momento increíblemente emocionante para la heliofísica con Parker a la vanguardia de los nuevos descubrimientos”.

Entre los hallazgos se encuentran nuevas interpretaciones de cómo se comporta la salida constante del Sol del viento solar. Visto cerca de la Tierra, el plasma del viento solar parece ser un flujo relativamente uniforme, uno que puede interactuar con el campo magnético natural de nuestro planeta y causar efectos climáticos espaciales que interfieren con la tecnología. En lugar de ese flujo, cerca del Sol, las observaciones de Parker revelan un sistema dinámico y altamente estructurado, similar al de un estuario que sirve como zona de transición a medida que un río fluye hacia el océano. Por primera vez, los científicos pueden estudiar el viento solar desde su fuente, la corona del Sol, de forma similar a cómo se podría observar la corriente que sirve como fuente de un río. Esto proporciona una perspectiva muy diferente en comparación con el estudio del viento solar donde su flujo impacta a la Tierra.

La sonda solar Parker de la NASA observó un viento solar lento que fluía desde el pequeño agujero coronal, el largo y delgado punto negro visto en el lado izquierdo del Sol en esta imagen capturada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, el 27 de octubre de 2018. Mientras que los científicos hace tiempo que saben que las corrientes rápidas de viento solar fluyen desde los agujeros coronales cerca de los polos, aún no han identificado de manera concluyente la fuente del lento viento solar del Sol. Créditos: NASA / SDO

Conmutaciones

Un tipo de evento en particular llamó la atención de los equipos científicos: volteos en la dirección del campo magnético que fluye del Sol, incrustado en el viento solar y detectado por el instrumento FIELDS. Estas reversiones, denominadas “conmutaciones”, parecen ser un fenómeno muy común en el flujo del viento solar dentro de la órbita de Mercurio, y duran desde unos pocos segundos hasta varios minutos a medida que fluyen sobre la nave espacial. Sin embargo, parecen no estar presentes más lejos del Sol, lo que los hace indetectables sin volar directamente a través de ese viento solar como lo hizo Parker.

Durante una conmutación, el campo magnético vuelve sobre sí mismo hasta apuntar casi directamente hacia el Sol. Estos cambios, junto con otras observaciones del viento solar, pueden proporcionar pistas tempranas sobre qué mecanismos calientan y aceleran el viento solar. Dicha información no solo ayuda a cambiar nuestra comprensión de las causas del viento solar y el clima espacial que afectan a la Tierra, sino que también nos ayuda a comprender un proceso fundamental de cómo funcionan las estrellas y cómo liberan energía magnética en su entorno.

Viento giratorio

En una publicación separada, basada en mediciones realizadas por el instrumento Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP), los investigadores encontraron pistas sorprendentes sobre cómo la rotación del Sol afecta el flujo de salida del viento solar. Cerca de la Tierra, el viento solar fluye más allá de nuestro planeta como si viajara inicialmente en líneas casi rectas, o “radialmente”, como radios en una rueda de bicicleta, desde el Sol en todas las direcciones. Pero el Sol gira a medida que libera el viento solar, y antes de que se libere, se espera que el viento solar se sincronice con la rotación del Sol.

Mientras Parker se aventuraba a una distancia de alrededor de 32 millones de kilómetros del Sol, los investigadores obtuvieron sus primeras observaciones de este efecto. Aquí, la extensión de este movimiento lateral fue mucho más fuerte de lo previsto, pero también hizo una transición más rápida de lo previsto a un flujo directo, estrictamente hacia afuera, que ayuda a enmascarar los efectos a una distancia mayor. Esta enorme atmósfera extendida del Sol afectará naturalmente la rotación de la estrella. Comprender este punto de transición en el viento solar es clave para ayudarnos a entender cómo la rotación del Sol se ralentiza con el tiempo, con implicaciones para los ciclos de vida de nuestra estrella, su pasado potencialmente violento, así como el de otras estrellas, y la formación de discos protoplanetarios (densos discos de gas y polvo que rodean estrellas jóvenes).

Partículas Energéticas

Finalmente, los instrumentos de partículas energéticas de Investigación Científica Integrada del Sol (ISʘIS) de Parker, han medido varios eventos nunca antes vistos, tan pequeños, que se pierden todos los rastros de ellos antes de llegar a la Tierra. Estos instrumentos también han medido un tipo raro de explosión de partículas con una proporción particularmente alta de elementos más pesados, lo que sugiere que ambos tipos de eventos pueden ser más comunes de lo que los científicos pensaban anteriormente. Los eventos de partículas energéticas solares son importantes, ya que pueden surgir repentinamente y provocar condiciones climáticas espaciales cerca de la Tierra que pueden ser potencialmente dañinas para los astronautas. Desentrañar las fuentes, la aceleración y el transporte de partículas energéticas solares nos ayudará a proteger mejor a los humanos en el espacio en el futuro.

“El Sol es la única estrella que podemos examinar de cerca”, dijo Nicola Fox, director de la División de Heliofísica en la sede de la NASA. “Obtener datos en la fuente ya está revolucionando nuestra comprensión de nuestra propia estrella y estrellas en todo el Universo. Nuestra pequeña nave espacial está combatiendo en condiciones brutales para enviar a casa revelaciones sorprendentes y emocionantes”.

Los datos de los dos primeros encuentros solares de Parker Solar Probe están disponibles en el siguiente enlace:   https://go.nasa.gov/34VPMGK  

Parker Solar Probe es parte del programa Living with a Star de la NASA para explorar aspectos del sistema Sol-Tierra que afectan directamente la vida y la sociedad. El programa Living with a Star es administrado por el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la agencia en Greenbelt, Maryland, para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, diseñó, construyó y opera la nave espacial.   Para obtener más información sobre Parker, visite:   https://www.nasa.gov/parker