Por primera vez en la historia, una nave espacial ha “tocado” el Sol. La sonda solar Parker de la NASA ahora ha volado a través de la atmósfera superior del Sol, la corona, tomando muestras de las partículas y campos magnéticos allí.
La agencia espacial norteamericana informó hoy que el nuevo hito marca un gran paso para la sonda solar Parker y un gran paso para la ciencia solar. Así como el aterrizaje en la Luna permitió a los científicos comprender cómo esta se formó, tocar el material del que está hecho el Sol ayudará a los científicos a descubrir información crítica sobre nuestra estrella más cercana y su influencia en el sistema solar.
«Que la sonda solar Parker ‘toque el Sol’ es un momento monumental para la ciencia solar y una hazaña verdaderamente notable», dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA en Washington.
«Este hito no solo nos proporciona información más profunda sobre la evolución de nuestro Sol y sus impactos en nuestro sistema solar, sino que todo lo que aprendemos sobre nuestra propia estrella también nos enseña más sobre las estrellas en el resto del universo», refirió.
La NASA informó que, a medida que circula más cerca de la superficie solar, Parker está haciendo nuevos descubrimientos para los cuales otras naves espaciales estaban demasiado lejos, incluso desde el interior del viento solar (el flujo de partículas del Sol que pueden influir en nosotros en la Tierra). En 2019, Parker descubrió que las estructuras magnéticas en zigzag en el viento solar, llamadas curvas, abundan cerca del Sol. Pero cómo y dónde se forman sigue siendo un misterio. Reduciendo a la mitad la distancia al Sol desde entonces, la sonda solar Parker ha pasado lo suficientemente cerca como para identificar un lugar donde se originan: la superficie solar.
El primer paso a través de la corona -y la promesa de más sobrevuelos en el futuro- continuará brindando datos sobre fenómenos que son imposibles de estudiar desde lejos.
«Al volar tan cerca del Sol, la sonda solar Parker ahora detecta condiciones en la capa dominada magnéticamente de la atmósfera solar -la corona- que nunca antes habíamos podido detectar», dijo Nour Raouafi, científico del proyecto Parker en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland. “Vemos evidencia de estar en la corona en datos de campo magnético, datos de viento solar y visualmente, en imágenes. De hecho, podemos ver la nave espacial volando a través de estructuras coronales que se pueden observar durante un eclipse solar total”.
Más cerca que nunca
La sonda solar Parker se lanzó en 2018 para explorar los misterios del Sol al viajar más cerca de él que cualquier nave espacial anterior. Tres años después del lanzamiento y décadas después de la primera concepción, Parker finalmente ha llegado.
A diferencia de la Tierra, el Sol no tiene una superficie sólida. Pero tiene una atmósfera sobrecalentada, hecha de material solar unida al Sol por la gravedad y las fuerzas magnéticas. A medida que el calor y la presión crecientes empujan ese material lejos del Sol, llega a un punto donde la gravedad y los campos magnéticos son demasiado débiles como para contenerlo.
Ese punto, conocido como la superficie crítica de Alfvén, marca el final de la atmósfera solar y el comienzo del viento solar. El material solar con la energía para cruzar ese límite se convierte en el viento solar, que arrastra el campo magnético del Sol con él mientras corre a través del sistema solar, hacia la Tierra y más allá. Es importante destacar que más allá de la superficie crítica de Alfvén, el viento solar se mueve tan rápido que las olas dentro del viento nunca pueden viajar lo suficientemente rápido como para regresar al Sol, cortando su conexión.
Hasta ahora, los investigadores no estaban seguros de dónde se encontraba exactamente la superficie crítica de Alfvén. Con base en imágenes remotas de la corona, las estimaciones la habían colocado entre 10 y 20 radios solares desde la superficie del Sol: entre 6,9 y 13,8 millones de kilómetros (4,3 y 8,6 millones de millas). La trayectoria en espiral de Parker la acerca lentamente al Sol y durante las últimas pasadas, la nave espacial estuvo consistentemente por debajo de 20 radios solares (91 por ciento de la distancia de la Tierra al Sol), colocándola en posición de cruzar el límite, si las estimaciones fueran correctas.
El 28 de abril de 2021, durante su octavo sobrevuelo del Sol, la sonda solar Parker encontró las condiciones específicas magnéticas y de partículas a 18,8 radios solares (alrededor de 13 millones de kilómetros u 8,1 millones de millas) sobre la superficie solar que les dijo a los científicos que había cruzado la superficie crítica de Alfvén por primera vez y, finalmente, entró en la atmósfera solar.
«Esperábamos plenamente que, tarde o temprano, nos encontraríamos con la corona durante al menos un breve período de tiempo», dijo Justin Kasper, autor principal de un nuevo artículo sobre el hito publicado en Physical Review Letters, director adjunto de tecnología en BWX Technologies, Inc. y profesor de la Universidad de Michigan. «Pero es muy emocionante que ya la hayamos alcanzado».
En el ojo de la tormenta
Durante el sobrevuelo, la sonda solar Parker entró y salió de la corona varias veces. Esto es lo que algunos habían predicho: que la superficie crítica de Alfvén no tiene la forma de una bola lisa. Más bien, tiene picos y valles que arrugan la superficie. Descubrir dónde se alinean estas protuberancias con la actividad solar proveniente de la superficie puede ayudar a los científicos a aprender cómo los eventos en el Sol afectan la atmósfera y el viento solar.
En un momento, cuando la sonda solar Parker se sumergió justo por debajo de los 15 radios solares (alrededor de 10,4 millones de kilómetros o 6,5 millones de millas) desde la superficie del Sol, transitó una característica en la corona llamada seudo-serpentina. Las seudo-serpentinas son estructuras masivas que se elevan por encima de la superficie del Sol y se pueden ver desde la Tierra durante los eclipses solares.
Pasar a través de las seudo-serpentinas fue como volar hacia el ojo de una tormenta. Dentro de las seudo-serpentinas, las condiciones se calmaron, las partículas se desaceleraron y el número de curvasdisminuyó, un cambio dramático del ajetreado aluvión de partículas que la nave espacial generalmente encuentra en el viento solar.
Por primera vez, la nave espacial se encontró en una región donde los campos magnéticos eran lo suficientemente fuertes como para dominar el movimiento de partículas allí. Estas condiciones fueron la prueba definitiva de que la nave había pasado la superficie crítica de Alfvén y había entrado en la atmósfera solar, donde los campos magnéticos dan forma al movimiento de todo lo que se encuentra en la región.
El primer paso a través de la corona, que duró solo unas pocas horas, es uno de los muchos planeados para la misión. Parker continuará en espiral más cerca del Sol, llegando finalmente a 8,86 radios solares (6,16 millones de kilómetros o 3,83 millones de millas) de la superficie. Los próximos sobrevuelos (el próximo de los cuales tendrá lugar en enero de 2022) probablemente llevarán a la sonda solar Parker a través de la corona otra vez.
«Estoy emocionado de ver lo que Parker encuentra a medida que pasa repetidamente por la corona en los próximos años», dijo Nicola Fox, directora de división de la División de Heliofísica en la sede de la NASA. «La oportunidad para nuevos descubrimientos es ilimitada».
El tamaño de la corona también depende de la actividad solar. A medida que aumenta el ciclo de actividad de 11 años del Sol (el ciclo solar), el borde exterior de la corona se expandirá, lo que le dará a Parker una mayor probabilidad de estar dentro de la corona durante períodos de tiempo más largos.
“Es una región realmente importante para entrar porque creemos que todo tipo de física se activa potencialmente”, dijo Kasper. «Y ahora estamos entrando en esa región y, con suerte, vamos a empezar a ver esta física y comportamientos».