Científicos detectan ondas ocultas que calientan la corona solar

Investigadores realizaron un importante avance en física solar al detectar por primera vez evidencia directa de ondas Alfvén torsionales a pequeña escala en la corona solar. Estas elusivas ondas magnéticas, teorizadas desde los años 40, han sido sospechosas de jugar un papel crucial en el calentamiento de la atmósfera exterior del Sol.

Los hallazgos, publicados el 24 de octubre en Nature Astronomy, se lograron gracias al poderoso telescopio solar Daniel K. Inouye, operado por la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) en Hawái. Con este descubrimiento, los científicos podrían tener finalmente una explicación de por qué la capa exterior del Sol, la corona, alcanza temperaturas de millones de grados, mientras que su superficie permanece alrededor de 5,500 °C.

Comprendiendo las Ondas Alfvén y su Rol

Las ondas Alfvén son vibraciones magnéticas que se mueven a través del plasma y fueron predichas por primera vez en 1942 por el laureado con el Premio Nobel Hannes Alfvén. Se habían observado versiones más grandes de estas ondas, a menudo vinculadas a las erupciones solares. No obstante, esta nueva observación marca la primera vez que científicos capturaron evidencia del tipo más pequeño, presente de manera continua, que podría proporcionar energía constante al Sol.

El profesor Richard Morton de Northumbria University, líder del estudio, expresó: "Este descubrimiento termina con una búsqueda prolongada de estas ondas que tiene su origen en la década de 1940. Finalmente hemos podido observar directamente estos movimientos torsionales que retuercen las líneas del campo magnético en la corona."

Un Avance Tecnológico con el Telescopio Inouye

El descubrimiento fue posible gracias al espectropolarímetro infrarrojo cercano criogénico (Cryo-NIRSP) del telescopio solar Daniel K. Inouye, el instrumento más avanzado jamás construido para estudiar la corona solar. Este instrumento puede detectar estructuras extremadamente finas en la atmósfera solar y medir incluso el más mínimo movimiento del plasma.

El espejo de cuatro metros del telescopio, cuatro veces más grande que cualquier telescopio solar anterior, lo convierte en la instalación más poderosa de su tipo. La NSF's National Solar Observatory opera el telescopio, que representa más de veinte años de colaboración global. La Northumbria University contribuyó a través de un consorcio del Reino Unido que diseñó cámaras para el Imager de Banda Ancha Visible del telescopio, construyendo sobre la fuerte tradición de investigación solar de la institución.

Rastreando Hierro Supercalentado en la Corona

El profesor Morton recibió tiempo de observación mientras el telescopio aún se encontraba en fase de prueba. Usando Cryo-NIRSP, su equipo siguió el movimiento de hierro en la corona, calentado a unos extraordinarios 1.6 millones de grados Celsius.

La clave para identificar las esquivas ondas torsionales vino de nuevos métodos de análisis de datos desarrollados por Morton. "El movimiento del plasma en la corona solar es dominado por movimientos de balanceo. Estos enmascaran los movimientos torsionales, así que tuve que desarrollar una forma de eliminar el balanceo para encontrar el retorcimiento", explicó.

A diferencia de las más familiares ondas de "kink" que provocan que estructuras magnéticas enteras se balanceen y pueden observarse en videos solares, las ondas Alfvén torsionales generan un sutil movimiento de retorcimiento que solo puede ser detectado espectroscópicamente. Esto significa que los científicos deben medir cómo se desplaza el plasma hacia y desde la Tierra, produciendo patrones rojos y azules en lados opuestos de las estructuras magnéticas.

Desbloqueando los Secretos del Calor y la Energía Solar

Este descubrimiento arroja nueva luz sobre cómo funciona la atmósfera solar. La corona, visible durante eclipses solares totales, puede superar un millón de grados Celsius, lo suficientemente caliente como para impulsar partículas cargadas hacia afuera como el viento solar que llena nuestro sistema solar.

El estudio involucró a científicos de Peking University (China), KU Leuven (Bélgica), Queen Mary University of London, Chinese Academy of Sciences, y el NSF National Solar Observatory en Hawái y Colorado, reflejando un esfuerzo internacional amplio.

Comprender cómo se comportan las ondas Alfvén tiene una importancia práctica para predecir el clima espacial. El viento solar transporta perturbaciones magnéticas que pueden interferir con sistemas GPS, satélites y redes eléctricas en la Tierra. Estas nuevas ondas observadas también podrían explicar los "cambios magnéticos", explosiones de energía en el viento solar detectadas recientemente por la Parker Solar Probe de la NASA.

"Este estudio proporciona validación esencial para el rango de modelos teóricos que describen cómo la turbulencia de las ondas Alfvén potencia la atmósfera solar", añadió el profesor Morton. "Contar con observaciones directas finalmente nos permite probar estos modelos contra la realidad".

Investigaciones Futuras y Descubrimientos Continuos

El equipo anticipó que este descubrimiento estimularía más investigaciones acerca de cómo estas ondas se propagan y disipan energía en la corona. La capacidad del instrumento Cryo-NIRSP del telescopio solar Daniel K. Inouye para proporcionar espectros de alta calidad abre nuevas posibilidades para estudiar la física de las ondas en la atmósfera solar.

La investigación contó con el apoyo de UKRI Future Leaders Fellowships, la National Natural Science Foundation of China, y el programa Horizonte Europa de la Unión Europea. Este es el tercer artículo que el profesor Morton ha publicado este año en relación con su investigación sobre las ondas Alfvén. En abril de 2025 se publicó el artículo High-frequency Coronal Alfvénic Waves Observed with DKIST/Cryo-NIRSP en The Astrophysical Journal, seguido por el artículo On the Origins of Coronal Alfvénic Waves, publicado en junio de 2025 en The Astrophysical Journal Letters.

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