El 30 de septiembre de 2024, el Sol liberó una poderosa explosión, provocando la ruptura y reconexión de sus líneas de campo magnético en un patrón intrincado. Una sonda de observación solar se encontraba en el lugar para presenciar el evento, recopilando datos sin precedentes que están ayudando a los científicos a comprender mejor el mecanismo detrás de las erupciones solares.
Utilizando la nave espacial Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea, un equipo de científicos descubrió que las erupciones solares se desencadenan por perturbaciones inicialmente débiles que crecen en violencia, de manera similar a las avalanchas en las montañas nevadas. El proceso crea una lluvia de glóbulos de plasma que continúan cayendo incluso después de que la erupción solar haya disminuido, según un nuevo estudio publicado en Astronomy & Astrophysics.
Avalancha magnética
Las erupciones solares son explosiones gigantes en el Sol que arrojan energía, luz y partículas al espacio. Ocurren cuando la energía almacenada en líneas de campo magnético retorcidas se libera repentinamente. Las erupciones solares más potentes pueden interrumpir las tecnologías en la Tierra, desencadenando tormentas geomagnéticas capaces de causar interrupciones de radio.
Los científicos han observado erupciones solares durante años, pero aún carecen de una comprensión detallada de cómo se libera esta enorme cantidad de energía tan rápidamente del Sol. Utilizando los datos de alta resolución de Solar Orbiter, los científicos ahora tienen una mejor imagen del proceso que conduce a la violenta erupción.
Solar Orbiter se centró en una región del Sol con un filamento oscuro en forma de arco, compuesto por campos magnéticos retorcidos y plasma, vinculado a una estructura en forma de cruz de líneas de campo magnético que se iluminaban. Los científicos dirigieron el Imager de Ultravioleta Extremo (EUI) de la nave espacial hacia la región aproximadamente 40 minutos antes de la máxima actividad de la erupción.
Al ampliar la imagen, las observaciones revelaron nuevas hebras de campo magnético que aparecían en cada fotograma, equivalente a cada dos segundos o menos. Cada hebra estaba contenida magnéticamente y retorcida como una cuerda. La región se volvió progresivamente menos estable, tal como ocurre en una avalancha.
Las hebras de campo magnético retorcidas comenzaron a romperse y reconectarse, desencadenando rápidamente una cascada de mayor inestabilidad en la región. A medida que las hebras se rompían, provocaban eventos de reconexión y flujos de energía progresivamente más fuertes, que aparecían como un aumento de brillo en las imágenes.
Luego, un repentino brillo fue seguido por la desconexión del filamento oscuro de un lado, lanzándose al espacio mientras se desenrollaba violentamente a alta velocidad. Los científicos registraron inicialmente el desenrollamiento a 155 millas por segundo (250 kilómetros por segundo), aumentando a 248 millas por segundo (400 km/s) en el sitio de desconexión. Chispas brillantes de reconexión aparecieron a lo largo del filamento en una resolución impresionante mientras la erupción se producía.
“Tuvimos mucha suerte de presenciar los eventos previos a esta gran erupción con tanto detalle”, dijo Pradeep Chitta, investigador del Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar en Göttingen, Alemania, y autor principal del estudio, en una declaración. “Observaciones de alta cadencia tan detalladas de una erupción no son posibles todo el tiempo debido a las ventanas de observación limitadas y porque datos como estos ocupan tanto espacio de memoria en la computadora a bordo de la nave espacial. Realmente estábamos en el lugar correcto en el momento adecuado para capturar los detalles finos de esta erupción.”
Los científicos detrás del estudio se sorprendieron al descubrir que la gran erupción es impulsada por una serie de eventos de reconexión más pequeños que se propagan rápidamente en el espacio y el tiempo, creando una cascada de eventos progresivamente más violentos.
Lluvia de plasma
Incluso antes de que la erupción comenzara, Solar Orbiter reveló que las emisiones del Sol estaban aumentando lentamente cuando la nave espacial comenzó a observar la región. Durante la erupción en sí, las partículas se aceleraron a velocidades del 40 al 50% de la velocidad de la luz.
Las observaciones detalladas también revelaron que la energía se transfirió del campo magnético al plasma circundante durante estos eventos de reconexión. “Vimos características similares a cintas moviéndose extremadamente rápido a través de la atmósfera del Sol, incluso antes del episodio principal de la erupción”, dijo Chitta. “Estas corrientes de ‘glóbulos de plasma que caen como lluvia’ son firmas de deposición de energía, que se fortalecen cada vez más a medida que avanza la erupción.”
Incluso después de que la erupción disminuyera, la lluvia de glóbulos de plasma continuó durante algún tiempo, agregó Chitta.
“Las observaciones de Solar Orbiter revelan el motor central de una erupción y enfatizan el papel crucial de un mecanismo de liberación de energía magnética similar a una avalancha”, dijo Miho Janvier, coprojecto científico de ESA Solar Orbiter, en una declaración. “Una perspectiva interesante es si este mecanismo ocurre en todas las erupciones y en otras estrellas que emiten erupciones.”
