Una nave de la NASA ‘toca’ por primera vez el Sol

 

Por primera vez en la historia, una nave espacial ha tocado el Sol. Se trata de la Parker Solar Probe, el ingenio de la NASA que estos días ha volado a través de la ardiente atmósfera superior de nuestra estrella, la corona, para tomar muestras de partículas y medir sus intensos campos magnéticos.

El logro constituye todo un hito y un gran avance para nuestro conocimiento del Sol. Del mismo modo en que aterrizar en la Luna permitió a los científicos desentrañar los misterios de su formación, ‘tocar’ directamente el material solar ayudará a los investigadores a descubrir nuevos datos sobre la estrella que domina el Sistema Solar y a la que debemos nuestra existencia.

«Tocar el Sol es un momento monumental para la ciencia solar y una hazaña verdaderamente notable -afirma Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington-.

Este hito no solo nos proporciona información más profunda sobre la evolución de nuestro Sol y sus impactos en el Sistema Solar, sino que todo lo que aprendemos sobre nuestra propia estrella también nos enseña más sobre las estrellas en el resto del universo».

A medida que se ha ido acercando a la superficie solar, la Parker ha ido descubriendo cosas que otras naves espaciales no podían. En 2019, por ejemplo, descubrió que las estructuras magnéticas en zig-zag del viento solar, llamadas curvas, abundan cerca del Sol. Pero cómo y dónde se forman seguía siendo un misterio. Ahora, y a la mitad de distancia del Sol que entonces, la nave ha pasado lo suficientemente cerca como para identificar uno de los lugares donde se originan: la propia superficie solar.

Esta primera pasada a través de la corona, y las que están por venir, continuará proporcionando nuevos datos sobre fenómenos que son imposibles de estudiar desde lejos.

Parker Solar Probe fue lanzada en 2018 con el objetivo de acercarse al Sol mucho más que cualquier nave espacial anterior. Y ahora, tres años después del lanzamiento y varias décadas después de que la misión fuera concebida, finalmente ha llegado. A diferencia de la Tierra, el Sol no tiene una superficie sólida. Pero cuenta con una atmósfera sobrecalentada, hecha de material que se une al Sol gracias a la gravedad y las fuerzas magnéticas. A medida que el calor y la presión crecientes empujan ese material lejos la estrella, llega a un punto en que la gravedad y los campos magnéticos son demasiado débiles 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 energía suficiente para cruzar ese límite se convierte en viento solar, que arrastra el campo magnético del Sol mientras avanza 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 al otro lado, el viento que ha traspasado el límite crítico ya nunca podrá viajar lo suficientemente rápido como para regresar al Sol, por lo que la conexión entre ambos queda cortada.

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 km. Pero la trayectoria en espiral de Parker la va acercando lentamente al Sol y durante las últimas pasadas, la nave espacial estuvo muy por debajo de 20 radios solares, colocándose en posición de cruzar el límite, si las estimaciones eran correctas.

El 28 de abril de 2021, durante su octavo sobrevuelo del Sol, Parker Solar Probe encontró las condiciones específicas del límite a 18.8 radios solares (alrededor de 13,3 millones de millas) sobre la superficie solar . Y eso fue lo que permitió a los científicos saber que había cruzado la superficie crítica de Alfvén y que entraba, por primera vez, en la atmósfera solar.

«Esperábamos con ansia que, tarde o temprano, nos encontraríamos con la corona durante al menos un corto período de tiempo -asegura Justin Kasper, de la Universidad de Michigan y autor principal de un nuevo artículo sobre el hito publicado en ‘Physical Review Letters‘-. Pero es muy emocionante que ya lo hayamos alcanzado».

En el ojo del huracán

Durante su sobrevuelo, Parker Solar Probe entró y salió de la corona varias veces. De modo que pudo comprobar por sí misma las predicciones de que la superficie crítica de Alfvén tiene la forma de una bola lisa. Pero nada más lejos de la realidad. De hecho, tiene picos y valles que arrugan su superficie. Descubrir dónde se alinean estas protuberancias con la actividad procedente de la superficie solar puede ayudar a los científicos a aprender cómo los eventos en el Sol afectan la atmósfera y el viento solar.

En un momento dado, cuando Parker Solar Probe se sumergió justo por debajo de los 15 radios solares (alrededor de 10,4 millones de km) de la superficie del Sol, atravesó una masiva y característica estructura de la corona que se eleva por encima de la superficie del Sol y que puede verse desde la Tierra durante los eclipses.

Pasar a través de unas estructuras, que en inglés se conocen como pseudostreamers (pseudo serpentinas) fue como volar hacia el ojo de una tormenta. Dentro, las condiciones se calmaron, las partículas se ralentizaron y el número de curvas disminuyó, un cambio dramático con respecto al ajetreado aluvión de partículas que la nave espacial generalmente encuentra en el viento solar.

En ese momento, y 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. Estas condiciones fueron la prueba definitiva de que la nave había pasado la superficie crítica de Alfvén y entrado en la atmósfera solar.

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 acercándose aún más al Sol en una trayectoria en espiral, llegando eventualmente a 8.86 radios solares (6,1 millones de km) de la superficie. Los próximos sobrevuelos, el próximo de los cuales tendrá lugar en enero de 2022, probablemente llevarán a Parker Solar Probe a través de la corona nuevamente.

«Estoy ansiosa de ver lo que Parker encuentre a medida que pase repetidamente por la corona en los próximos años -asegura Nicola Fox, directora de la División de Heliofísica en la Sede de la NASA-. La oportunidad para nuevos descubrimientos es ilimitada».