Detectan por primera vez pequeños vórtices de plasma en la imagen más detallada de la superficie del Sol

Científicos han observado directamente por primera vez pequeñas estructuras similares a vórtices en la superficie visible del Sol, las cuales habían sido predichas anteriormente mediante modelos teóricos. El Observatorio Solar Nacional de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF NSO) anunció el 5 de agosto que estas estructuras fueron detectadas de manera consistente con el fenómeno físico conocido como "inestabilidad de Kelvin-Helmholtz".

Según la investigación publicada en Nature, las observaciones se realizaron con el Telescopio Solar Daniel K. Inouye, ubicado en la isla de Maui, Hawái. El telescopio, que cuenta con un espejo principal de 4 metros de diámetro, es reconocido como el telescopio solar más grande del mundo y proporcionó una de las imágenes de superficie de mayor resolución obtenidas hasta la fecha en la fotosfera del Sol.

¿CÓMO SE FORMAN LOS VÓRTICES?

La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz es un proceso físico fundamental que surge en el límite entre dos fluidos que se mueven a diferentes velocidades. El deslizamiento creado por la diferencia de velocidad puede convertir perturbaciones inicialmente pequeñas en ondas y vórtices con el tiempo. Ejemplos similares pueden observarse en la formación de nubes en la atmósfera, en los océanos y en plasmas astrofísicos.

En el Sol, el proceso es más complejo debido a que el plasma, compuesto por partículas cargadas eléctricamente, interactúa con fuertes campos magnéticos. El equipo de investigación identificó pequeños vórtices que se forman y desaparecen rápidamente en los bordes de las concentraciones de campo magnético, junto con finas franjas oscuras denominadas "estriaciones". La coincidencia de las observaciones con simulaciones por computadora y cálculos teóricos reforzó la conexión de estas estructuras con la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz.

NUEVA PISTA PARA EL ENIGMA DE LA CORONA

El descubrimiento también es importante para uno de los problemas más debatidos de la física solar. Mientras que la superficie del Sol tiene una temperatura de aproximadamente 5.500 grados Celsius, la corona, su atmósfera exterior situada a miles de kilómetros de la superficie, puede alcanzar millones de grados en algunas regiones. El hecho de que la corona sea mucho más caliente, a pesar de que se esperaría que la temperatura disminuyera al alejarse de la fuente de calor, es una de las preguntas que los científicos han intentado responder durante casi un siglo.

Los investigadores consideran que los vórtices a pequeña escala recién observados podrían ser uno de los mecanismos capaces de transportar la energía cinética de la atmósfera inferior del Sol hacia las capas superiores. Esta energía podría transferirse a escalas más pequeñas y convertirse en calor, contribuyendo al calentamiento de la corona. Sin embargo, los expertos subrayan que la proporción de estos vórtices en la transferencia total de energía aún no está clara.

Otra posible contribución del estudio es la comprensión de las erupciones solares y los eventos del clima espacial. Cuando la energía acumulada en los campos magnéticos del Sol se libera repentinamente, la radiación y el plasma pueden propagarse al espacio; cuando este proceso llega a la Tierra, puede provocar tormentas geomagnéticas que afectan a los satélites, las comunicaciones por radio, los sistemas de navegación y, en algunos casos, a las redes eléctricas.

El siguiente objetivo del equipo de investigación es desarrollar algoritmos capaces de detectar automáticamente estos pequeños vórtices en los datos de alta resolución del Telescopio Solar Inouye. De esta manera, se podrá calcular con mayor detalle qué tan comunes son estas estructuras, cuánta energía transportan y cuánta de esa energía logra llegar a la atmósfera superior del Sol.