La superficie del Sol como si se viese desde solo 20 kilómetros

Un equipo de físicos solares ha publicado un nuevo estudio que arroja luz sobre la estructura a pequeña escala de la superficie del Sol.

Utilizando el Telescopio Solar Daniel K. Inouye de NSF (National Science Foundation) han observado, por primera vez con tanto detalle, franjas ultraestrechas, brillantes y oscuras, en la fotosfera solar. La investigación se publica en The Astrophysical Journal Letters.

Esto ofrece una perspectiva sin precedentes sobre cómo los campos magnéticos configuran la dinámica de la superficie solar a escalas tan pequeñas como 20 kilómetros. El nivel de detalle alcanzado nos permite vincular claramente estas franjas con las que observamos en simulaciones de vanguardia, lo que nos permite comprender mejor su naturaleza.

Estas franjas, llamadas estrías y visibles contra las paredes de las células de convección solar, conocidas como gránulos, son el resultado de láminas de campos magnéticos en forma de cortina que se ondulan y se mueven como una tela ondeando al viento.

CORTINAS MAGNÉTICAS

A medida que la luz de las paredes de gránulos calientes atraviesa estas "cortinas" magnéticas, la interacción produce un patrón de brillo y oscuridad alternados que rastrea las variaciones en el campo magnético subyacente. Si el campo es más débil en la cortina que en su entorno, aparece oscuro; si es relativamente más intenso, aparece brillante.

"En este trabajo, investigamos la estructura a pequeña escala de la superficie solar por primera vez con una resolución espacial sin precedentes de tan solo unos 20 kilómetros, o la longitud de la isla de Manhattan", afirma el Dr. David Kuridze, científico de NSO (National Solar Observatory) -que opera el telescopio- y autor principal del estudio. "Estas estrías son la huella de las variaciones del campo magnético a pequeña escala".

Los hallazgos no se anticiparon y solo fueron posibles gracias a las capacidades sin precedentes del Telescopio Solar Inouye. El equipo utilizó el instrumento Visible Broadband Imager (VBI) del Inouye, que opera en la banda G, un rango específico de luz visible especialmente útil para estudiar el Sol, ya que resalta las áreas con fuerte actividad magnética, facilitando la visualización de características como las manchas solares y las estructuras a pequeña escala como las del estudio.

Esta configuración permite a los investigadores observar la fotosfera solar con una impresionante resolución espacial, superior a 0,03 segundos de arco (es decir, a unos 20 kilómetros del Sol). Esta es la mayor nitidez jamás alcanzada en astronomía solar. Para interpretar sus observaciones, el equipo comparó las imágenes con simulaciones de vanguardia que recrean la física de la superficie solar.

El estudio confirma que estas estrías son señales de fluctuaciones magnéticas sutiles pero potentes (variaciones de tan solo cien gauss, comparables a la fuerza de un imán de refrigerador típico) que alteran la densidad y la opacidad del plasma, desplazando la superficie visible en tan solo kilómetros. Estos desplazamientos, conocidos como depresiones de Wilson, son detectables únicamente gracias al excepcional poder de resolución del espejo primario de 4 metros del Telescopio Solar Inouye de la NSF, el más grande del mundo.

"El magnetismo es un fenómeno fundamental en el universo, y también se han observado franjas magnéticas similares inducidas en objetos astrofísicos más distantes, como las nubes moleculares", comparte el Dr. Han Uitenbroek, científico de NSO y coautor del estudio. "La alta resolución de Inouye, en combinación con simulaciones, nos permite caracterizar mejor el comportamiento de los campos magnéticos en un contexto astrofísico amplio".

Estudiar la arquitectura magnética de la superficie solar es esencial para comprender los eventos más energéticos en la atmósfera exterior del Sol, como llamaradas, erupciones y eyecciones de masa coronal, y, en consecuencia, mejorar las predicciones del clima espacial. Este descubrimiento no solo mejora nuestra comprensión de esta arquitectura, sino que también abre la puerta al estudio de las estructuras magnéticas en otros contextos astrofísicos, y a pequeñas escalas que antes se creían inalcanzables desde la Tierra.

"Este es solo uno de los muchos logros pioneros de Inouye, que demuestra cómo continúa ampliando las fronteras de la investigación solar", afirma el Dr. David Boboltz, director asociado de NSO para el Telescopio Solar Inouye de la NSF. También subraya el papel vital de Inouye en la comprensión de la física a pequeña escala que impulsa los fenómenos meteorológicos espaciales que impactan nuestra sociedad cada vez más tecnológica aquí en la Tierra.