Por primera vez en la historia, investigadores han logrado recopilar datos durante ocho meses del campo magnético de la corona del Sol, una región de nuestra estrella que hasta la fecha solamente se había podido observar de forma parcial. Los resultados servirán para comprender mejor los procesos que desencadenan las tormentas solares intensas que afectan a aspectos de la vida en la Tierra, como las telecomunicaciones o la tecnología de precisión. El aparato que lo ha hecho posible, según publica la revista Science, ha sido el Polarímetro Multicanal Coronal Actualizado (UCoMP).
El campo magnético del Sol es el emisor principal de las tormentas solares, pero los mecanismos mediante los que se carga de energía hasta provocar eyecciones no eran fáciles de observar debido a la corona solar, la atmósfera más superficial del astro. Los métodos polarimétricos estándar han requerido hasta ahora de equipos de gran tamaño y coste, pero la combinación de las observaciones del UCoMP con la sismología coronal ha permitido obtener imágenes consistentes y completas de la corona global. Sería el equivalente, explican, de ocho meses de eclipses solares sucesivos.
"La incapacidad para trazar un mapa global del campo magnético de la corona ha sido un enorme agujero negro en el estudio del Sol", valora el autor principal Zihao Yang, que arrancó el trabajo como investigador posdoctoral en la Universidad de Pekín en China y ahora trabaja en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF NCAR) en EEUU. "Esta investigación nos permite llenar el vacío esencial para entender la principal fuente de energía tras las tormentas solares que pueden impactar contra la Tierra".
El campo magnético de la corona se diferencia de la fotosfera, la zona de la atmósfera de una estrella que emite la radiación visible, en el sentido de que es mucho más tenue. Eso ha limitado la capacidad de reproducir esas estructuras en tres dimensiones y en constante evolución en donde se generan las tormentas solares. Incluso los mayores telescopios solares como el Daniel K. Inouye de la NSF no son capaces de observar la totalidad del Sol al completo. Pero sus datos se han podido cotejar con los del UCoMP, que sí obtiene registros globales aunque a baja resolución y en dos dimensiones.
Registros en baja resolución y dos dimensiones realizados por el UCoMP. Yang, Tian, Tomczyk, et al. (2024, Science)
El sistema principal del UCoMP es un coronógrafo, un dispositivo que bloquea la imagen del Sol mediante un disco de forma similar a cómo lo haría un eclipse para evidenciar la corona solar. Además, se combina con un polarímetro de Stokes, que permite dar imagen a otra información espectral como la intensidad de la línea coronal y la velocidad del efecto Doppler. Finalmente, la sismología de la corona solar les permitió rastrear las ondas magnetohidrodinámicas (MHD) del Sol, que se producen por una combinación de hidrodinámica y electromagnetismo solar.
La suma de estos datos les permitió reconstruir en dos dimensiones las ondulaciones del campo magnético, su dirección y fuerza. De este modo, los investigadores obtuvieron 114 mapas entre febrero y octubre de 2022, casi uno diario, un progreso considerable en comparación con el primero que obtuvo en 2020 una versión más primitiva del UCoMP. "Entramos en una nueva era de la investigación de la física solar, una en la que podremos medir el campo magnético de la corona con asiduidad", proclama Yang.
Los polos del Sol
Los investigadores también han conseguido por primera vez medir el campo magnético coronal en las regiones polares del Sol. Hasta ahora nunca habían sido observadas directamente, porque la curva del astro las oculta a la vista desde la Tierra. Aunque no hayan podido ver los polos, los investigadores han podido medir el magnetismo que emiten aprovechando que se acercaba el máximo solar, el momento de mayor intensidad de emisiones. El siguiente reto para Yang y sus colegas pasa por ampliar al mapa a la tercera dimensión.
"Dado que el magnetismo coronal es la fuerza que proyecta masa solar a lo largo del sistema, necesitamos observarlo en tres dimensiones, y de forma simultánea, a lo largo de la corona global", añade la investigadora Sarah Gibson, líder de desarrollo del proyecto COSMO en la NSF NCAR. "El trabajo de Yang representa un importante salto adelante en nuestra capacidad para entender los cambios en el electromagnetismo solar, y es un paso crítico para predecir y prepararnos para las tormentas solares, un problema cada vez más acuciantes para nuestra dependencia vital de la tecnología."