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| Ilustración del campo magnético coronal global a medida que el Sol gira. El fondo muestra la corona solar observada en la banda de ondas ultravioletas extremas, con mapas del campo magnético coronal global medidos en diferentes momentos superpuestos. Crédito: NCAR |
Por primera vez, los científicos han realizado mediciones casi diarias del campo magnético coronal global del Sol, una región que históricamente sólo se ha observado de forma esporádica. Esta recogida continua de datos se llevó a cabo durante ocho meses utilizando el Polarímetro Coronal Multicanal Actualizado (UCoMP). El estudio ofrece información valiosa sobre los procesos que impulsan las tormentas solares intensas, que afectan significativamente a las tecnologías en la Tierra.
El campo magnético solar es fundamental en la formación de estas tormentas, lo que supone un riesgo para las redes eléctricas, los sistemas de comunicación y tecnologías como el GPS. Sin embargo, los esfuerzos anteriores por comprender cómo el campo magnético acumula energía y desencadena erupciones se han visto obstaculizados por la dificultad de observar la corona solar, la atmósfera superior del Sol.
La medición del magnetismo de la corona solar ha requerido tradicionalmente equipos grandes y costosos, capaces de estudiar sólo pequeños segmentos de esta región. Sin embargo, al combinar la sismología coronal con las observaciones del UCoMP, los científicos pueden ahora crear imágenes coherentes y completas del campo magnético global de la corona, similares a la visión de todo el Sol que se observa durante un eclipse solar.
Zihao Yang, el autor principal, que realizó esta investigación como doctorando en la Universidad de Pekín (China), declaró: «La cartografía global del campo magnético coronal ha sido una gran asignatura pendiente en el estudio del Sol. Esta investigación nos está ayudando a llenar un vacío crucial en nuestra comprensión de los campos magnéticos coronales, la fuente de energía de las tormentas que pueden impactar en la Tierra.»
Hasta ahora, los científicos han podido medir con regularidad el campo magnético de la fotosfera del Sol. Sin embargo, les ha resultado difícil captar el campo magnético coronal, mucho más tenue.
Esta dificultad ha impedido una comprensión exhaustiva de la estructura tridimensional y la evolución de la corona, donde se desarrollan las tormentas solares. Grandes telescopios como el Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) de la NSF son necesarios para medir con detalle estos campos magnéticos coronales. El DKIST, el mayor telescopio solar del mundo con una apertura de 4 metros, ha demostrado recientemente su capacidad para realizar observaciones detalladas del campo magnético coronal.
Sin embargo, no puede cartografiar simultáneamente todo el Sol. En cambio, el instrumento UCoMP, de menor tamaño, destaca por proporcionar vistas globales del campo magnético coronal, aunque con menor resolución y en una proyección bidimensional. En conjunto, las observaciones de ambos instrumentos ofrecen perspectivas complementarias para una comprensión holística del campo magnético coronal.
UCoMP es principalmente un coronógrafo que utiliza un disco para bloquear la luz del Sol, facilitando la observación de la corona. El instrumento también combina un polarímetro Stokes, que obtiene imágenes de otra información espectral, como la intensidad de las líneas coronales y la velocidad Doppler. Aunque UCoMP tiene una apertura mucho menor (20 cm), puede tomar una visión más amplia, lo que hace posible estudiar todo el Sol la mayoría de los días.
Mediante sismología coronal, el equipo rastreó ondas transversales magnetohidrodinámicas (MHD) en los datos de UCoMP. Las ondas MHD les proporcionaron información que les permitió crear un mapa bidimensional de la intensidad y dirección del campo magnético coronal.
Las observaciones del UCoMP también produjeron las primeras mediciones del campo magnético coronal en las regiones polares del Sol, que nunca se han observado directamente debido a su posición fuera de nuestra vista desde la Tierra.
Aunque los investigadores no pudieron acceder visualmente a los polos, midieron con éxito las emisiones magnéticas que emanan de ellos, gracias a la mejora de la calidad de los datos del UCoMP y a que el Sol se encontraba cerca del máximo solar. Esta condición potenció las emisiones típicamente débiles de las regiones polares, facilitando la obtención de resultados del campo magnético coronal.
Yang, becario postdoctoral en el NSF NCAR, continuará su investigación sobre el campo magnético del Sol. Su objetivo es mejorar los modelos coronales existentes basados en mediciones fotosféricas. Dado que el método UCoMP actual se limita a dos dimensiones, no capta plenamente la naturaleza tridimensional del campo magnético.
Yang y su equipo planean integrar su investigación con otras técnicas para comprender mejor el vector completo del campo magnético en la corona.
La tercera dimensión, en particular la orientación a lo largo de la línea de visión del observador, es crucial para entender cómo se energiza la corona antes de las erupciones solares. La combinación de un gran telescopio y un campo de visión global es esencial para medir las intrincadas estructuras tridimensionales que subyacen a los fenómenos solares.
Este objetivo motiva el desarrollo de la propuesta de Observatorio del Magnetismo Solar Coronal (COSMO), un telescopio refractor solar de 1,5 metros de diámetro que se encuentra actualmente en su estudio de diseño final.