Vea También
 |
| Una ilustración que muestra a EOVSA capturando una ráfaga de radio pulsante de una llamarada solar. Crédito: Sijie Yu de NJIT/CSTR; Yuankun Kou de NJU; SDO/AIA de la NASA |
Las pulsaciones cuasi periódicas (QPP) se detectan con frecuencia en las erupciones solares y estelares, pero aún no se han determinado los mecanismos físicos subyacentes. En un nuevo estudio, un equipo internacional de investigadores ha descubierto de forma inesperada una ráfaga de radio solar con un patrón de señal similar a los latidos de un corazón.
Esta ráfaga de radio parecida a un latido se ha localizado en la atmósfera del Sol.
Después de examinar las observaciones de microondas de un evento de erupción solar el 13 de julio de 2017, registradas por el radiotelescopio del NJIT llamado Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), que se encuentra en el Owens Valley Radio Observatory (OVRO), cerca de Big Pine, California, el equipo fue capaz de identificar la fuente de estas señales de patrón. La ubicación de la fuente de una señal de radio procedente del interior de una erupción solar de clase C a más de 5.000 kilómetros por encima de la superficie del Sol.
Los científicos señalaron: "Los hallazgos del estudio podrían ayudar a los científicos a comprender mejor los procesos físicos que subyacen a la liberación de energía de las erupciones solares, las explosiones más potentes del sistema solar."
Sijie Yu, autor correspondiente del estudio y astrónomo afiliado al Centro de Investigación Solar-Terrestre del NJIT, afirmó: "El descubrimiento es inesperado. Este patrón de latidos es importante para comprender cómo se libera y disipa la energía en la atmósfera solar durante estas poderosas explosiones en el Sol. Sin embargo, el origen de estos patrones repetitivos, también llamados pulsaciones cuasiperiódicas, ha sido durante mucho tiempo un misterio y una fuente de debate entre los físicos solares."
El equipo descubrió una fuerte señal de pulsación cuasiperiódica (QPP) en el fondo de una lámina de corriente eléctrica que se extendía más de 25.000 kilómetros a través de la región del núcleo de la erupción, donde líneas de campo magnético opuestas se acercaban, se separaban y volvían a conectarse para producir la intensa energía que alimentó la llamarada.
Yuankun Kou, estudiante de doctorado de la Universidad de Nanjing (NJU), declaró: "A partir de las observaciones de la erupción realizadas por EOVSA, el equipo descubrió ráfagas de radio con un patrón de señal que se repetía cada 10-20 segundos, 'como un latido'.
"Pero, sorprendentemente, descubrieron un segundo latido en la llamarada".
"Los patrones de repetición no son infrecuentes en las ráfagas de radio solares. Pero, curiosamente, hay una fuente secundaria que no esperábamos situada a lo largo de la lámina de corriente estirada que pulsa de forma similar a la fuente QPP principal".
Según Yu, "es probable que las señales procedan de reconexiones magnéticas cuasi repetitivas en la lámina de corriente de la erupción. Es la primera vez que se detecta una señal de radio casi periódica localizada en la región de reconexión. Esta detección puede ayudarnos a determinar cuál de las dos fuentes causó la otra".
El equipo detectó el espectro de energía de los electrones en las dos fuentes de radio de este evento utilizando las capacidades especiales de imagen por microondas de EOVSA. Las imágenes espectrales de EOVSA les proporcionaron nuevos diagnósticos espacial y temporalmente resueltos de los electrones no térmicos de la llamarada.
Bin Chen, profesor asociado de Física en el NJIT y coautor del artículo, declaró: "Descubrimos que la distribución de electrones de alta energía en la fuente QPP principal varía en fase con la de la fuente QPP secundaria en la hoja electrónica actual. Esto indica claramente que las dos fuentes QPP están estrechamente relacionadas".
El autor correspondiente del artículo y profesor de astronomía Xin Cheng de la NJU, combinó el modelado numérico 2,5D de la erupción solar con observaciones de la emisión de rayos X blandos de las erupciones solares observadas por el satélite GOES de la NOAA. El equipo quería saber cómo se produce la periodicidad en la lámina de corriente.
Cheng se preguntó: "¿Cuál es el proceso físico que impulsa la periodicidad y cómo está relacionado con la formación de los QPP?".
La investigación del equipo reveló que en la lámina de corriente surgen islas magnéticas, o estructuras parecidas a burbujas, que se mueven de forma semiperiódica en la dirección de la región que se ensancha.
Según Cheng, "la aparición de islas magnéticas dentro de la lámina de corriente extendida desempeña un papel clave en el ajuste de la tasa de liberación de energía durante esta erupción. Este proceso cuasi periódico de liberación de energía conduce a una producción repetida de electrones de alta energía, que se manifiestan como QPP en las longitudes de onda de microondas y rayos X blandos".
Yu dijo: "En última instancia, los hallazgos del estudio arrojan nueva luz sobre un importante fenómeno subyacente al proceso de reconexión que impulsa estos eventos explosivos."
"Por fin hemos localizado el origen de los QPP en las erupciones solares debido a la reconexión periódica en la lámina de corriente de la erupción. Este estudio impulsa a reexaminar las interpretaciones de los eventos QPP previamente reportados y sus implicaciones en las erupciones solares."
Fuentes, créditos y referencias: