El velo coronal: ¿Son los arcos magnéticos del Sol una ilusión óptica?        

 

Por Miles Hatfield, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

16 de junio de 2022.

Los bucles coronales del Sol se capturan en luz ultravioleta usando el canal de 171 ångström del instrumento Atmospheric Imaging Assembly (AIA) en el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. Crédito: NASA/SDO.

 

Desde lejos, el Sol aparece en blanco y sin rasgos distintivos en la luz visible. Pero a través de un telescopio solar en diferentes  longitudes de onda, se revela que hay mucho, mucho más.

 

En luz ultravioleta extrema, el Sol se asemeja a una bola de hilo arrugada. Está repleto de arcos radiantes gigantes conocidos como  bucles coronales que se elevan a través de la corona del Sol, o atmósfera exterior. Los bucles coronales se consideran fundamentales para el funcionamiento del Sol. Comprender cómo se forman, cambian y se mueven es uno de los objetivos clave para comprender nuestra estrella más cercana.

 

Al menos eso es lo que los investigadores han asumido durante mucho tiempo. En un artículo reciente, la física solar Anna  Malanushenko y sus coautores argumentan que algunos bucles coronales pueden no ser lo que parecen ser. En cambio, a veces pueden ser ilusiones ópticas creadas por pliegues o arrugas en "láminas" mucho más grandes de material solar que los autores llaman velos coronales.

 

"Si esto es realmente correcto, tendremos que cambiar por completo la forma en que observamos e interpretamos los bucles  coronales", dijo Malanushenko, científica del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, y autora principal del artículo.

 

Desde que capturaron las primeras imágenes de bucles coronales a finales de los años 60, los científicos han planteado la hipótesis  de cuál podría ser su estructura 3D. El modelo convencional los vio como "tubos" magnéticos formados por las líneas del campo magnético del Sol. Los tubos en sí son invisibles; lo que vemos es el material solar brillante que fluye a través de ellos como el agua a través de una manguera de jardín. Este modelo de "manguera de jardín" de bucles coronales encajaba bien con la física conocida y no había razón para dudarlo, al menos al principio. Pero eventualmente, las observaciones que no encajaban comenzaron a acumularse.

 

Así como el aire de la Tierra se vuelve más delgado a mayores altitudes, el plasma brillante del Sol, o gas cargado eléctricamente, se  vuelve más delgado con la altura. Es por eso que se vuelve más tenue con la altura, y si los bucles coronales son realmente tubos de plasma, también deberían serlo. Pero muchos bucles mantienen un brillo constante, sin una explicación obvia.

 

Si los bucles coronales trazan las líneas del campo magnético del Sol, deberían inflarse a medida que se alejan del Sol a medida que  ese campo magnético se expande para llenar el espacio. "Pero no se ensanchan tanto como creemos que deberían", dijo Malanushenko. "La mayoría de ellos se quedan demasiado delgados y no entendemos por qué".

 

Algo no cuadraba y Malanushenko comenzó a cuestionar las propias observaciones. Después de todo, la corona del Sol es  "ópticamente delgada" o translúcida, como la niebla o el humo. Quería entender los trucos ópticos que podrían ocurrir en ese tipo de entorno.

 

Malanushenko decidió simular el proceso de observación de bucles coronales con una computadora. Ella reutilizó una simulación 3D  del Sol que originalmente se usó para estudiar las llamaradas, luego escribió un programa para "observarlo". Encendió la simulación y su programa tomó "imágenes" en 2D de la misma, al igual que los telescopios nos dan instantáneas en 2D del Sol real. Efectivamente, las instantáneas revelaron arcos brillantes: bucles coronales artificiales en un Sol simulado.

 

Pero a diferencia del Sol real, Malanushenko podía pausar el Sol simulado y mirar sus estructuras 3D detrás de ellos. Y encontró algo  marcadamente diferente de los tubos con forma de manguera de jardín.

 

“No tengo palabras para describirlo, porque esto no se parece a nada de lo que vemos en la Tierra”, dijo Malanushenko, “Quiero decir  que esta formación parece nubes de humo, o tal vez un velo o cortinas que están arrugadas".

 

Malanushenko creó un modelo simple para ilustrar cómo un velo podría producir la ilusión de bucles coronales. La sombra creada  contra la pared representa la imagen 2D que vemos en los telescopios solares. Los pliegues y las arrugas del velo crean un patrón de hilos más oscuros y más brillantes, de alguna manera similar a la imagen proyectada por los hilos en forma de tubo reales.

 

Este modelo simplificado compara el modelo de "manguera de jardín" de bucles coronales (izquierda) con el modelo de velo coronal (derecha). En ambas imágenes, la pelota representa el Sol, y la sombra representa la imagen del Sol que sería observada por los telescopios. A la izquierda, hebras o tubos individuales conectan una parte de la superficie del Sol con otra. La sombra revela estructuras obvias en forma de bucle. A la derecha, un “velo” más complicado o lámina translúcida conecta una parte de la superficie del Sol con otra. La sombra aún crea la impresión de hebras en forma de bucle que en algunos lugares se asemejan a las creadas por el modelo de manguera de jardín. Crédito: Anna Malanushenko.

 

"Pero muchas de las hebras que ves aquí son solo un efecto de proyección. No son reales", dijo Malanushenko.

 

Malanushenko y sus coautores aclaran rápidamente que no todos los bucles coronales son ilusiones visuales. Hubo muchos casos en  los que realmente se forman estructuras similares a mangueras de jardín, incluso en la simulación que estudió Malanushenko.

 

"Sería emocionante si pudiéramos decir 'Nuestro pensamiento estaba completamente equivocado, tenemos un paradigma totalmente  nuevo'", dijo Jim Klimchuk, físico solar en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y coautor del artículo. "No es así en absoluto, pero estos velos, estoy seguro de que existen, y ahora es una cuestión de proporciones: ¿los velos son más comunes o son más comunes los bucles?".

 

Una cosa en la que los coautores están de acuerdo es que ahora hay mucho más trabajo por hacer.

 

"Ahora, ¿tenemos alguna idea de por qué se producen esas estructuras de velo?" preguntó Malanushenko. "¡No! Literalmente los  acabamos de descubrir. Ahora tenemos que explicarlos, y aún no tenemos una buena explicación".

 

Fuente:

https://phys.org/news/2022-06-coronal-veil-sun-magnetic-arches.html