Imágenes desde el borde del Sol para revelar el origen del viento solar

Desde la década de 1950 el descubrimiento del viento solar - el flujo constante de partículas cargadas del Sol - que ha habido un fuerte desconexión entre esta emisión y el propio sol. A medida que se acerca a la Tierra, el viento solar es racheado y turbulento. Pero cerca del sol donde se origina, este viento se estructura en distintos rayos, muy parecido a simple dibujo de un niño del sol. Los detalles de la transición de los rayos definidos en la corona, la atmósfera superior del sol, al viento solar han sido, hasta ahora, un misterio.Utilizando el Observatorio de Relaciones Terrestres Solar de la NASA, o estéreo, los científicos tienen por primera vez fotografiada el borde del sol y describió esa transición, donde se inicia el viento solar. La definición de los detalles de este límite nos ayuda a aprender más acerca de nuestra vecindad solar, que es bañada en todo momento por material solar - un entorno de espacio que hay que entender para explorar con seguridad más allá de nuestro planeta. Un artículo sobre los hallazgos fue publicado en The Astrophysical Journal el 1 de septiembre de 2016.

The details of the transition from defined rays in the corona, the sun’s upper atmosphere, to the solar wind have always been a mystery. Using NASA’s Solar Terrestrial Relations Observatory, or STEREO, scientists have for the first time imaged the edge of the sun and described that transition, where the solar wind starts.

Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center/Genna Duberstein

"Ahora tenemos una visión global de la evolución del viento solar", dijo Nicholeen Viall, un co-autor del artículo y un científico solar en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Esto es realmente va a cambiar nuestra comprensión de cómo se desarrolla el entorno espacial."Tanto cerca de la Tierra y mucho más allá de Plutón, nuestro entorno espacial está dominada por la actividad en el sol. El sol y su atmósfera están hechas de plasma - una mezcla de partículas cargadas positiva y negativamente, que han separado a temperaturas extremadamente altas, que tanto acarreos y se desplaza a lo largo de líneas de campo magnético. El material de la corona de las corrientes hacia el espacio, llenando el sistema solar con el viento solar.Sin embargo, los científicos encontraron que a medida que el plasma viaja más lejos del sol, las cosas cambian: el sol comienza a perder el control magnético, formando el límite que define la corona exterior - el borde mismo del sol."A medida que vaya más lejos del Sol, la intensidad del campo magnético cae más rápido que la presión del material lo hace," dijo Craig DeForest, autor principal del artículo y un físico solar en el Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado. "Con el tiempo, el material comienza a actuar más como un gas, y menos como un plasma magnéticamente estructurado".La desintegración de los rayos es similar a la forma en que el agua se dispara a partir de una pistola de agua. En primer lugar, el agua es un flujo suave y unificado, pero con el tiempo se rompe en gotas, gotas de entonces más pequeñas y finalmente una multa, spray brumoso. Las imágenes de este estudio capturar el plasma en el mismo escenario donde una corriente de agua se desintegra gradualmente en gotitas.

Animación conceptual (no a escala) que muestra la corona del sol y el viento solar.
Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Lisa Poje

Antes de este estudio, los científicos la hipótesis de que las fuerzas magnéticas fueron esenciales para la conformación del borde de la corona. Sin embargo, el efecto nunca ha sido previamente observada porque las imágenes son tan difíciles de procesar. Veinte millones de millas del Sol, el plasma del viento solar es tenue, y contiene electrones que flotan libremente que dispersan la luz solar. Esto significa que pueden ser vistos, pero son muy débiles y requieren un cuidadoso proceso.

Con el fin de resolver la zona de transición, los científicos tuvieron que separar las características débiles de viento solar de las fuentes de ruido de fondo y la luz más de 100 veces más brillante: las estrellas del fondo, la luz difusa del mismo sol e incluso polvo en el interior del sistema solar. En cierto modo, estas imágenes se ocultaban a la vista.

Vistas del viento solar de la nave espacial STEREO de la NASA (izquierda) y después de tratamiento por ordenador (derecha). Los científicos utilizaron un algoritmo para atenuar la aparición de estrellas brillantes y polvo en las imágenes del viento solar débil. Esta innovación les permitió ver la transición de la corona al viento solar. También nos da el primer video del propio viento solar en una región sin asignar previamente.
Créditos: datos de Craig DeForest, SwRI

Las imágenes de la corona desvaneciendo en el viento solar son piezas clave del rompecabezas para entender todo el sol, desde su núcleo hasta el borde de la heliosfera, la región de vasta influencia del sol. Con una perspectiva global, los científicos pueden comprender mejor la física a gran escala en esta región crítica, que afectan no sólo a nuestro planeta, sino también todo el sistema solar.

Dichas observaciones de la misión STEREO - que puso en marcha en 2006 - también ayudan a informar a la próxima generación de sol observadores. En 2018, la NASA está previsto el lanzamiento de la misión Solar Probe Plus, que volará en la corona solar, la recogida de información más valiosa sobre el origen y evolución del viento solar.

STEREO es la tercera misión en el programa Solar Terrestrial Sondas de la División de Heliofísica de la NASA, que es administrado por Goddard para el Directorio de Misiones Científicas, en Washington, DC

Datos de la computadora-procesado del viento solar.
Créditos: datos de Craig DeForest, SwRI