Observaciones alrededor del sistema solar en el séptimo encuentro de Parker Solar Probe.

Durante la séptima órbita del Sol de Parker Solar Probe, que culminó en su aproximación solar más cercana, o perihelio, el 17 de enero de 2021, la geometría celeste planteó una oportunidad especial. La configuración de esta órbita en particular colocó a Parker Solar Probe en el mismo lado del Sol que la Tierra, lo que significa que los observatorios terrestres podían observar el Sol y su efusión de viento solar desde la misma perspectiva que Parker. Esto ocurrió después de una campaña de observación similar en el invierno de 2020.

“Junto con la comunidad científica mundial, el equipo de Parker Solar Probe está ansioso por ver estos nuevos datos”, dijo Nour Raouafi, científico del proyecto Parker Solar Probe del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland. “Combinarlo con las contribuciones de los observatorios de todo el mundo, nos ayudará a poner las observaciones de Parker en un contexto más amplio y construir una imagen completa de los fenómenos observados en la atmósfera solar”.

Hinode
Créditos: JAXA / NASA / Hinode.

Estas imágenes fueron capturadas por el telescopio de rayos X, o XRT, a bordo de la nave espacial Hinode de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón y de la NASA. XRT observa el Sol en rayos X, un tipo de luz de alta energía que revela el material extremadamente caliente en la atmósfera del Sol, la corona. Estas imágenes de XRT fueron capturadas el 17 de enero, cuando Parker Solar Probe estaba más cerca del Sol. Los científicos pueden utilizar las imágenes de XRT con las mediciones directas de Parker Solar Probe del entorno alrededor del Sol para comprender mejor cómo la corona solar podría impulsar cambios en el entorno espacial más lejano al Sol.

Solar Dynamics Observatory
Créditos: NASA / SDO.

El Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, o SDO, mantiene una observación constante del Sol desde su ubicación en órbita alrededor de la Tierra. SDO captura imágenes del Sol en luz ultravioleta extrema (un tipo de luz que es invisible para nuestros ojos) y luz visible, así como mapas magnéticos del Sol. Los datos de SDO pueden ayudar a los científicos a comprender la conexión entre las condiciones del Sol y lo que se mide en el viento solar por naves espaciales como Parker Solar Probe.

Estas imágenes fueron capturadas en 211 angstroms, una longitud de onda de luz ultravioleta extrema emitida por material a alrededor de 3 millones de grados Fahrenheit. Esta longitud de onda resalta tanto las regiones activas, que se ven como puntos brillantes en la imagen, como los agujeros coronales, áreas de campo magnético abierto en el Sol desde las cuales el viento solar puede precipitarse hacia el espacio. Los agujeros coronales aparecen como áreas oscuras en esta longitud de onda.

Iris
Créditos: NASA/IRIS.

El Espectrógrafo de Imágenes de la Región de Interfaz de la NASA, o IRIS por sus siglas en inglés, captura imágenes de las regiones inferiores de la atmósfera del Sol en luz ultravioleta, junto con espectros que analizan la cantidad de luz visible en diferentes longitudes de onda. Estas imágenes, capturadas el 17 de enero, muestran una región activa en el Sol, un área de campos magnéticos intensos y complejos que es propensa a explosiones de luz y material solar. Esta activa región en particular, fue el objetivo de las observaciones de IRIS basadas en predicciones de modelos que sugerían que las líneas de campo magnético de esta región podrían ser las que Parker Solar Probe cruzaría y mediría durante su encuentro solar.

Las imágenes pasan por diferentes longitudes de onda de luz, correspondientes a vistas de diferentes alturas sobre la superficie solar, para revelar características en varias regiones de la estructura del Sol. Esta imagen muestra características desde la superficie solar hasta algunos miles de kilómetros hacia la parte superior de la cromosfera, una región de la atmósfera del Sol que interactúa con la atmósfera solar.

GONG
Créditos: Grupo de Red de Oscilación Global / Observatorio Solar Nacional / AURA / NSF.

El Grupo de Red de Oscilación Global de la National Science Foundation, o GONG, es una red de generadores de imágenes solares distribuidos por todo el mundo. Hacen uso del efecto Zeeman (cómo la luz se divide en múltiples longitudes de onda bajo la influencia de un campo magnético) para crear mapas magnéticos de la superficie solar. Este vídeo muestra los mapas magnéticos de GONG, actualizados cada hora, del 12 al 23 de enero de 2021. Las áreas negras representan zonas donde el campo magnético apunta hacia la superficie del Sol, y las áreas blancas son donde el campo magnético apunta hacia el espacio.

A medida que el viento solar sale del Sol, lleva consigo el campo magnético solar. Pero identificar con precisión qué regiones del Sol son la fuente del viento solar medido por naves espaciales como Parker Solar Probe es una tarea desafiante por varias razones: el Sol gira, el viento solar sale del Sol a diferentes velocidades y los fuertes campos magnéticos cercanos al Sol pueden cambiar la trayectoria del viento solar a medida que fluye.

El equipo de Parker Solar Probe utiliza mapas magnéticos de GONG, junto con datos del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, para hacer predicciones de qué regiones del Sol están enviando material y líneas de campo magnético hacia la nave espacial. Dibujar estas conexiones entre el propio Sol y el viento solar que Parker Solar Probe está midiendo directamente, puede ayudar a los científicos a rastrear cómo las condiciones del Sol se propagan al espacio.

THEMIS

Un trío de naves espaciales THEMIS de la NASA (abreviatura de Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) orbitan la Tierra para medir partículas y campos eléctricos y magnéticos en el espacio cercano a la Tierra. Los datos de THEMIS ayudan a los investigadores a desenredar los complicados factores que gobiernan la respuesta del espacio cercano a la Tierra a la dinámica del campo magnético terrestre, los cambios en el viento solar que sale constantemente del Sol y la actividad del Sol.

Estas mediciones fueron tomadas por THEMIS-E, una de las naves espaciales en órbita alrededor de la Tierra, el 20 de enero. El viento solar tarda entre dos y tres días en cruzar las decenas de millones de kilómetros desde el Sol hasta la Tierra, por lo que las condiciones del viento observadas por Parker Solar Probe durante su aproximación solar cercana el 17 de enero no comenzaron a influir en el espacio cercano a la Tierra hasta, más o menos, el 19 y 20 de enero.

Créditos: NASA / THEMIS.

THEMIS-E comenzó el día viajando a través de los cinturones de radiación de Van Allen (bandas concéntricas de partículas cargadas, anidadas en el campo magnético de la Tierra) a medida que se acercaba a la Tierra. THEMIS-E luego viajó hacia afuera a través de los cinturones de radiación. Ambos tránsitos por los cinturones de radiación se reflejan en las zonas de intensa coloración en la parte inferior izquierda de la imágen al inicio de la jornada.

A media mañana, THEMIS-E abandonó el campo magnético de la Tierra y entró en la vaina magnética, la región justo fuera del límite exterior del campo magnético de la Tierra que mira hacia el Sol, donde el viento solar se acumula cuando choca con el campo magnético de la Tierra. A lo largo del día, las ráfagas de viento solar empujaron temporalmente los límites de la magnetosfera hacia la Tierra, lo que significa que THEMIS-E abandonó repetidamente y volvió a entrar en la región de la magnetosfera. Durante aproximadamente 15 horas, hasta que su órbita la llevó de regreso a la magnetosfera al final del día, THEMIS-E observó alternativamente el viento solar imperturbable fuera de la magnetosfera y el viento solar acumulado en la magnetosfera. El viento solar inalterado observado por THEMIS-E era un poco más lento de lo habitual, pero también aproximadamente el doble de denso que el viento solar típico, observaciones también confirmadas por el Explorador de composición avanzada y la nave espacial Wind de la NASA, que orbitan a mayor distancia entre el Sol y la Tierra.