Descubierto el mecanismo que calienta la corona solar a millones de grados

El Sol es una caja llena de misterios que poco a poco, a lo largo de siglos y décadas de minuciosas observaciones, vamos desvelando. Su propia naturaleza dificulta el estudio. Al ser una bola gigantesca de gas y plasma a temperaturas altísimas, nos resulta imposible posarnos sobre su superficie o incluso explorar sus profundidades. Además nos dificulta enormemente cualquier tipo de acercamiento a él, sólo pudiendo estudiarlo desde la distancia. Pero a pesar de todas estas dificultades, existen multitud de formas ingeniosas de estudiar algo a lo que no puedes acceder directamente. De la misma forma que un psicólogo puede averiguar cosas sobre su paciente sin meterse literalmente en su cerebro, sino haciéndole preguntas y conversando, podemos entender el interior del Sol o incluso las capas que lo rodean, sin tener que acceder a ellas directamente.

Ha sido así como hemos empezado a entender el mecanismo interno del Sol y del resto de estrellas del universo. Observando la superficie del Sol y comparando lo que veíamos con modelos basados en nuestro profundo conocimiento de la física hemos entendido los procesos de fusión nuclear que tienen lugar en su interior, posibles únicamente por las presiones y temperaturas causadas por la compresión debida a la gravedad de la propia estrella. Hemos podido también entender cómo ese calor generado se transporta por convección hasta la superficie para hacerla brillar. Otro de los misterios que rodea al Sol (literalmente además) es la corona solar. Esta región, la capa más externa de lo que consideraríamos como atmósfera solar está formada por un plasma muy poco denso pero que alcanza temperaturas de millones de grados. Estas temperaturas sin embargo no parecen tener sentido.

Al fin y al cabo son comparables a las temperaturas que se deben dar en el núcleo del Sol. La corona solar tiene su origen en la propia superficie del Sol, en partículas cargadas y gas y plasma que se emiten desde allí y que acaban rodeando al Sol. Si la superficie del Sol no llega a los 6 000 grados de temperatura, ¿cómo puede calentar la corona solar hasta los millones de grados? Sabíamos que tenía algo que ver con el campo magnético solar, pues esto era lo único que podía transmitir tanta energía a la corona solar, aunque desconocemos exactamente cómo.

Eso es por supuesto lo que se ha estudiado en detalle en un artículo reciente de Chuanfei Dong y colaboradores desde el Laboratorio de Física del Plasma de la Universidad de Princeton. Sin embargo su estudio no ha sido llevado a cabo con plasmas calentados a millones de grados, sino mediante la mayor simulación de magnetohidrodinámica de plasmas llevada a cabo hasta la fecha, que ha acumulado doscientos millones de horas de cálculos y en la que ha colaborado también la NASA. Esta simulación tan costosa les ha permitido observar el comportamiento del campo magnético solar a gran escala, viendo cómo afecta al plasma de la corona solar y cómo es capaz de calentarlo a pequeñas escalas.

La clave al parecer está en algo conocido como reconexión magnética, que rompe y reconecta violentamente las líneas del campo magnético que atraviesa el plasma. Este plasma debemos recordar que está formado por electrones y núcleos atómicos desnudos, por lo que todas estas partículas cargas se ven muy afectadas por cualquier campo magnético presente. Esta reconexión de las líneas de campo permite transformar la energía turbulenta a gran escala en energía interna a pequeñas escalas, calentando la corona hasta los millones de grados.

Dadas las escalas observadas a las que ocurre este calentamiento, el equipo detrás del estudio piensa que los telescopios y observatorios actuales tal vez no tengan la resolución espacial suficiente como para observar lo descrito en esta simulación, pero que futuros telescopios sin duda podrían investigar estos temas, buscando los patrones observados en la simulación. Esto es importante, porque aunque la simulación sea potentísima y esté basado en leyes y teorías científicas que conocemos muy bien, es siempre imprescindible comprobar que lo que predicen estas simulaciones coincide con lo que observamos en el mundo real. En caso de no ser así descartaremos estos resultados y buscaremos nuevas explicaciones, pero si las simulaciones describen correctamente el comportamiento de este plasma pueden servir como primer paso para estudios mucho más complejos y sofisticados.

Estos resultados no solo nos pueden servir para entender cómo funciona y cómo se calienta la corona solar o la corona de cualquier otra estrella, sino que también pueden explicar cuestiones aún sin resolver relacionadas con la formación estelar, la presencia de grandes campos magnéticos entre galaxias o del mismo medio interestelar e intergaláctico. Además, lo que ocurre en la corona puede llegar a afectar a nuestra vida en la Tierra. Sin ir más lejos las eyecciones de masa que aquí se producen pueden afectar a nuestras redes de telefonía y telecomunicaciones así como a la red eléctrica de todo el planeta. Conocerla en detalle y saber predecir su comportamiento es, sin lugar a dudas, importante.

Referencias: