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Midiendo "arcos" en el Sol

16 Oct. 2003

Un equipo de físicos solares obtiene la estructura tridimensional y dinámica de componentes magnéticas en la corona solar

Estos resultados se publican hoy, 16 de octubre, en la revista Nature.

Disponibles imágenes en Betacam

Hasta hace menos de 50 años se creía que la corona, por ser la capa más externa del Sol, debía ser la más fría. Esta suposición es totalmente lógica, dado que la energía solar es generada en su núcleo, y todos sabemos que, mientras más lejos estemos de una fuente de calor, menos calor sentiremos. Sin embargo, esto no es así, como saben los científicos. El investigador, Manuel Collados, delInstituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna, junto con Sami K. Solanki, Andreas Lagg, Joachim Wooch y Norbert Krupp, del Instituto Max-Planck de Aeronomía de Lindau (Alemania), publican hoy jueves, 16 de octubre, en la revista Nature, los resultados obtenidos tras medir el campo magnético de los arcos, bucles o lazos solares (loops, en inglés), utilizando la técnica de espectropolarimetría aplicada en el infrarrojo. A través de esta técnica será posible estudiar los procesos por los cuales las capas externas (corona y cromosfera) del Sol se calientan.

Temperaturas en contradicción

Las imágenes obtenidas con el satélite TRACE pusieron en evidencia la existencia de estos arcos, tan notorios en la corona solar, pero hasta ahora nadie había realizado medidas del campo magnético en ellos. No todos los arcos solares se encuentran a la misma temperatura, ni ninguno posee la misma en toda su superficie: la temperatura aumenta conforme a su distancia con la corona. Se sabe que el material fluye por los arcos, pero se ignora qué inicia el proceso y cómo la temperatura de este gas aumenta a medida que se va alejando de la superficie solar. Los arcos se encuentran alrededor de manchas solares y zonas activas. Estas estructuras están asociadas con las líneas del campo magnético, que conectan zonas de polaridad magnética opuesta. Muchos arcos coronales pueden durar días o semanas, pero la mayoría cambian con más rapidez. Sin embargo, algunos arcos están asociados con erupciones solares, y son visibles por temporadas mucho más cortas. Estos arcos contienen un material más denso que el de su alrededor.

A pesar de que, al principio, la idea de una corona tan caliente dio lugar a mucha crítica, finalmente fue aceptada, y el siguiente objetivo fue determinar cómo podía ocurrir. No ha sido fácil, y todavía no se ha encontrado una explicación satisfactoria. No puede haber un flujo de calor de la fotosfera, que se encuentra a 5.600 grados, hacia la cromosfera y corona solares, que se encuentran entre los 10.000 hasta varios millones de grados; el calor siempre fluye de una región caliente a una fría y, si ésta fuera la explicación, tendríamos una corona igual de caliente que la fotosfera. Como no es así, deben existir otros mecanismos que calienten la corona a tan enormes temperaturas. En la actualidad existen dos teorías: una defiende que el calentamiento se produce por ondas, generadas en los gránulos, que viajan hacia arriba, y la otra explica que esto sucede debido a corrientes generadas en el material coronal.

“Con la técnica desarrollada se abre la puerta que permitirá estudiar los mecanismos mediante los cuales estas capas externas se calientan como consecuencia de las corrientes inducidas por el campo magnético,” explica Manuel Collados. “Además -añade este investigador- se podrán estudiar con detalle los mecanismos que dan lugar a la generación de fulguraciones, de gran importancia en el denominado "clima del espacio". Las fulguraciones emiten gran cantidad de partículas muy energéticas hacia el espacio interplanetario que interaccionan con el campo magnético terrestre dando lugar a diversidad de fenómenos de gran interés.”

Polarímetro infrarrojo

La gran dificultad de estas observaciones se debe a las limitaciones tecnológicas que ha habido hasta ahora. Por un lado, los estudios de la polarización solar son muy recientes. Por otro, hasta hace diez años el acceso a la región infrarroja no era posible, y existen pocos instrumentos que se puedan usar de forma rutinaria, como es el caso del TIP (Tenerife Infrared Polarimeter). Este polarímetro infrarrojo, que ha sido diseñado y construido en el IAC, se encuentra desde 1999 instalado en el telescopio solar alemán VTT (Vakuum Turm Teleskop), del Instituto Kiepenheuer de Física Solar de Friburgo (Alemania), en el Observatorio del Teide (Tenerife). “TIP se creó –señala Collados- con el fin de obtener medidas cuantitativas del estado de polarización de la radiación solar, recogida en longitudes de onda infrarrojas”.

Este estudio ha contado con la financiación del Ministerio de Ciencia y Tecnología.

Artículo en Letters to Nature:

“Three-dimensional magnetic field topology in a region of solar coronal heating” S. K. Solanki, A. Lagg, J. Woch, N. Krupp & M. Collados. Nature, Vol 425 16 Oct 2003.

www.nature.com/nature

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