Agencias/Ciudad de México.- Muchos bucles coronales, hebras de plasma que los científicos han pensado durante mucho tiempo que existían en la atmósfera del Sol, en realidad pueden ser ilusiones ópticas.
Un nuevo estudio dirigida por el NCAR (National Center for Atmospheric Research) y publicada en The Astrophysical Journal, se basó en una simulación 3D realista y de vanguardia de la corona solar. La simulación, realizada en NCAR hace varios años, permitió a los científicos cortar la corona en distintas secciones en un esfuerzo por aislar bucles coronales individuales.
Si bien el equipo de investigación pudo identificar algunos de los bucles coronales que estaban buscando, también encontraron que, en muchos casos, lo que parecen ser bucles en las imágenes tomadas del Sol pueden ser en realidad arrugas de plasma brillante en la atmósfera solar. A medida que las láminas de plasma brillante se pliegan sobre sí mismas, los pliegues se ven como líneas finas y brillantes, que imitan el aspecto de hebras de plasma distintas e independientes.
Los hallazgos, que el equipo de investigación llama la hipótesis del “velo coronal”, tienen implicaciones significativas para nuestra comprensión del Sol, ya que los supuestos bucles coronales se han utilizado durante décadas como una forma de inferir información sobre densidad, temperatura y otros físicos.
“He pasado toda mi carrera estudiando los bucles coronales”, dijo en un comunicado la científica del NCAR Anna Malanushenko, quien dirigió el estudio. “Estaba emocionado de que esta simulación me diera la oportunidad de estudiarlos con más detalle. Nunca esperé esto. Cuando vi los resultados, mi mente explotó. Este es un paradigma completamente nuevo para comprender la atmósfera del Sol”.
Lo que parecen ser bucles coronales se pueden ver en imágenes tomadas del Sol en luz ultravioleta extrema. La suposición de que existen es natural para los científicos porque se ajusta a nuestra comprensión más básica del magnetismo.
La mayoría de los escolares han visto en algún momento lo que sucede cuando se rocían limaduras de hierro cerca de una barra magnética. Las limaduras se orientan a lo largo de las líneas de campo magnético que van de un polo de la barra magnética al otro. Estas líneas curvas se extienden, haciéndose más débiles y menos densas cuanto más se alejan del imán.
Los bucles coronales aparentes en las imágenes del Sol se ven sorprendentemente similares, y dado que hay un campo magnético significativo en el Sol, la existencia de líneas de campo magnético que podrían atrapar una cuerda de plasma entre ellas y crear bucles parece una explicación obvia. Y, de hecho, el nuevo estudio confirma que es probable que tales bucles existan.
Can we trust our 👀 when it comes to images of the ☀️?
A new study finds that many coronal loops, like the ones that *appear* to be in this image, may be an optical illusion. NCAR's Anna Malanushenko: "When I saw the results, my mind exploded." 🤯
https://t.co/8ToHTPSjBP pic.twitter.com/RdPhLudGcQ— NSF National Center for Atmospheric Research (@NCAR_Science) March 2, 2022
Sin embargo, los bucles coronales que se ven en el Sol nunca se han comportado exactamente como deberían, según nuestra comprensión de los imanes. Por ejemplo, los científicos esperarían que las líneas del campo magnético del Sol se separaran, al igual que en el experimento de las limaduras de hierro, a medida que se asciende en la corona. Si esto sucediera, el plasma atrapado entre las líneas de campo también se extendería entre los límites, creando bucles más gruesos y menos brillantes. Pero las imágenes del Sol no muestran este fenómeno. En cambio, los bucles más alejados aún parecen delgados y brillantes.
La posibilidad de que estos bucles sean en cambio arrugas en un velo coronal ayuda a explicar esta y otras discrepancias con nuestras expectativas de los bucles, pero también plantea nuevas preguntas. Por ejemplo, ¿qué determina la forma y el grosor de los pliegues? ¿Y cuántos de los bucles aparentes en las imágenes del Sol son en realidad hilos reales y cuántos son ilusiones ópticas?
“Este estudio nos recuerda como científicos que siempre debemos cuestionar nuestras suposiciones y que, a veces, nuestra intuición puede jugar en nuestra contra”, dijo Malanushenko.
El descubrimiento de que los bucles coronales pueden ser ilusiones fue posible gracias a una simulación extremadamente detallada de la corona solar producida por MURaM, un modelo magnetohidrodinámico radiativo que se amplió para modelar la corona solar en un esfuerzo dirigido por NCAR.
La simulación fue innovadora cuando se produjo por primera vez porque podía modelar simultáneamente lo que sucedía en múltiples regiones del Sol, desde la parte superior de la zona convectiva, unos 10,000 kilómetros por debajo de la superficie del Sol, a través de la superficie solar y más allá. hasta casi 40,000 kilómetros en la corona solar. Estas regiones variadas del Sol cubren una amplia gama de condiciones físicas, incluidas las diferencias en densidad y presión, por lo que los científicos no habían descubierto previamente una forma de representar matemáticamente estas regiones en una simulación unificada.
Entre otros resultados, la nueva simulación pudo capturar el ciclo de vida completo de una llamarada solar por primera vez, desde la acumulación de energía debajo de la superficie solar hasta la aparición de la llamarada en la superficie y, finalmente, la liberación explosiva de energía.
El modelo también produjo conjuntos de datos tridimensionales que contienen la estructura del campo magnético y el plasma, que pueden usarse para generar observaciones “sintéticas”. Debido a que la corona solar es ópticamente delgada, lo que significa que es relativamente fácil ver a través de ella, las estructuras de la corona se superponen entre sí en las imágenes del Sol.
Esto hace que sea difícil saber si un “bucle” que se superpone a otros bucles está delante o detrás. También es difícil saber si el bucle en sí tiene una sección transversal compacta, como una manguera de jardín, o se parece a una cinta larga vista de lado. También es posible que lo que parece ser una hebra delgada sea un artefacto óptico causado por un pliegue en una hoja de plasma brillante.
Woah! A cataclysmic energy flare ripped through our galaxy, 3.5 million years ago, astronomers say. The ‘Seyfert flare’ started near the black hole in the centre of the galaxy, and the impact was felt 200,000 light-years away. To be published soon https://t.co/rNNHFhlimj pic.twitter.com/edNJCE6JlF
— The Rogue Astronaut (@therogue_astro) October 8, 2019
