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| Imagen fija de varios flujos descendentes supra-arco, también descritos como "rasgos oscuros en forma de dedo", que se producen en una erupción solar. Los flujos descendentes aparecen directamente sobre la arcada brillante de la erupción. Esta erupción solar ocurrió el 18 de junio de 2015. Crédito: NASA SDO |
En enero de 1999, se observaron movimientos misteriosos en una erupción solar. Esta erupción solar mostraba un movimiento descendente similar al de las erupciones que mostraban energía brillante saliendo del Sol.
El movimiento era como si el material estuviera cayendo hacia el Sol. Los astrónomos describen esto como "vacíos oscuros que se mueven hacia abajo".
En un nuevo estudio, los astrónomos del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA) ofrecen una nueva explicación para estos flujos descendentes poco conocidos. Los han bautizado como "bajadas supra-arcadas" (SAD, por sus siglas en inglés).
Los científicos han asumido que los SAD están vinculados a la reconexión magnética desde su descubrimiento. Este proceso se produce cuando los campos magnéticos se rompen, liberando una radiación rápida y muy energética y reformándose.
La coautora del estudio y astrónoma del CfA, Kathy Reeves, declaró: "En el Sol, lo que ocurre es que hay muchos campos magnéticos que apuntan en todas las direcciones. Al final, los campos magnéticos se juntan hasta el punto de reconfigurarse y liberar mucha energía en forma de erupción solar."
"Es como estirar una banda elástica y cortarla por la mitad. Está estresada y estirada, así que va a volver a romperse".
Los científicos creían que los flujos descendentes oscuros eran signos de que los campos magnéticos rotos "volvían a encajar" en el Sol después de una erupción solar. Pero había una trampa.
Bin Chen, astrónomo del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey, dijo: "La mayoría de los flujos descendentes observados son desconcertantemente lentos. Los modelos clásicos de reconexión no lo predicen, y muestran que los flujos descendentes deberían ser mucho más rápidos. Es un conflicto que requiere alguna otra explicación".
Para determinar lo que está ocurriendo, los científicos analizaron las imágenes de los flujos descendentes captadas por el Atmospheric Imaging Assembly (AIA) a bordo del Solar Dynamics Observatory de la NASA. A continuación, crearon simulaciones en 3D de las erupciones solares y las compararon con las observaciones.
Descubrieron que, después de todo, los SAD no se generan por reconexión magnética. En cambio, se forman de forma independiente en el entorno turbulento y son el resultado de la interacción de dos fluidos con densidades diferentes.
Según Reeves, "los científicos están viendo esencialmente lo mismo que ocurre cuando se mezclan el agua y el aceite: las dos densidades de fluido diferentes son inestables y finalmente se separan."
"Esos vacíos oscuros, en forma de dedos, son una ausencia de plasma. La densidad es mucho menor allí que el plasma circundante".
Los científicos planean ahora seguir estudiando los SAD y otros fenómenos solares mediante simulaciones en 3D para comprender mejor la reconexión magnética. Entender el proceso podría ayudar a desarrollar herramientas para predecir el clima espacial y mitigar sus impactos.
Fuentes, créditos y referencias:
Chengcai Shen, The origin of underdense plasma downflows associated with magnetic reconnection in solar flares, Nature Astronomy (2022). DOI: 10.1038/s41550-021-01570-2. www.nature.com/articles/s41550-021-01570-2