Astrónomos cartografían por primera vez el límite exterior del Sol

Un equipo del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA) ha logrado un avance crucial en la comprensión de la dinámica estelar al crear los primeros mapas bidimensionales del límite exterior de la atmósfera del Sol. Este hito, publicado en The Astrophysical Journal Letters, valida predicciones teóricas y abre nuevas vías para perfeccionar los modelos de clima espacial y para anticipar la complejidad atmosférica de otras estrellas.

El foco del estudio es la superficie de Alfvén, el punto en la atmósfera solar donde la velocidad del viento solar supera la de las ondas magnéticas, constituyendo el punto de no retorno para las partículas que escapan del Sol y entran en el espacio interplanetario.

Los científicos postulan que esta superficie no es estática; se expande, se vuelve más irregular y adquiere picos más pronunciados a medida que la actividad solar aumenta. Esta observación, predicha teóricamente, fue confirmada gracias a las inmersiones profundas realizadas por la Sonda Solar Parker de la NASA, que penetró directamente la región donde se origina el viento solar.

Confirmación directa del fenómeno

Sam Badman, astrofísico del CfA y autor principal del artículo, enfatizó la trascendencia del hallazgo: "A medida que el Sol atraviesa ciclos de actividad, observamos que la forma y la altura de la superficie de Alfvén alrededor del Sol se hacen más grandes y puntiagudas. De hecho, eso es lo que predijimos en el pasado, pero ahora podemos confirmarlo directamente".

Este límite marca una frontera crítica: una vez que las partículas cruzan la superficie de Alfvén, ya no pueden regresar al Sol, pasando a formar parte del espacio interplanetario. Este fenómeno es vital para analizar cómo la actividad solar repercute en el entorno espacial, incluyendo la vida y la tecnología en la Tierra.

Michael Stevens, astrónomo del CfA e investigador principal del instrumento sweap de la Sonda Solar Parker, destacó el valor de la misión: "Este trabajo demuestra sin lugar a dudas que la Sonda Solar Parker se adentra profundamente en la región donde nace el viento solar con cada órbita. Nos encaminamos hacia un período emocionante en el que observará de primera mano cómo cambian estos procesos a medida que el Sol entra en la siguiente fase de su ciclo de actividad".

Metodología del mapeo inédito

La precisión de los mapas fue posible gracias al instrumento de medición de electrones, alfas y protones del viento solar (SWEAP), desarrollado por el CfA en colaboración con la Universidad de California, Berkeley. Este dispositivo recopiló datos desde las profundidades de la superficie subalpina del Sol, ofreciendo una visión sin precedentes de su dinámica. Anteriormente, los científicos solo podían estimar la ubicación de este límite a distancia.

Badman explicó el cambio de paradigma que esto implica: "Antes, solo podíamos estimar el límite del Sol desde lejos, sin forma de comprobar si obtuvimos la respuesta correcta, pero ahora tenemos un mapa preciso que podemos usar para navegarlo mientras lo estudiamos. Y, lo que es más importante, también podemos observarlo a medida que cambia y comparar esos cambios con datos de cerca. Esto nos da una idea mucho más clara de lo que realmente sucede alrededor del Sol".

El comportamiento de la superficie de Alfvén está directamente ligado a los ciclos solares: en el máximo solar, el límite se aleja del Sol y adquiere mayor tamaño y complejidad estructural; en el mínimo solar, ocurre lo contrario. Los nuevos mapas y las mediciones directas han permitido confirmar y detallar estos cambios dinámicos.

Implicaciones para el clima espacial y la astrofísica

Los datos obtenidos son cruciales no solo para enriquecer la física solar, sino también para mejorar los modelos predictivos del viento solar y del clima espacial, afinando la capacidad de anticipar cómo la actividad solar puede afectar el entorno terrestre.

Además, el conocimiento adquirido tiene implicaciones que trascienden el estudio de nuestra estrella. Los resultados podrán aplicarse al análisis de otras estrellas, permitiendo a los astrónomos abordar preguntas sobre su formación, evolución y la influencia de estos procesos en la habitabilidad de los planetas que orbitan fuera de nuestro sistema solar.

La investigación del CfA adoptó un enfoque integrado, combinando observaciones de proximidad de la Sonda Solar Parker con datos de naves de observación remotas como Solar Orbiter —un proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA)— y la nave espacial Wind de la NASA. Esta estrategia coordinada servirá de modelo para futuras investigaciones en heliofísica.

El equipo planea aprovechar el próximo mínimo solar para realizar nuevas inmersiones en la corona solar, con el objetivo de estudiar la evolución de la superficie de Alfvén a lo largo de un ciclo solar completo.