Un equipo internacional de investigadores, liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), ha revelado una explicación innovadora sobre el origen de las diminutas eyecciones de plasma en forma de chorro en la atmósfera solar, conocidas como "nanojets". Se cree que estos fenómenos esquivos, descubiertos recientemente por los telescopios solares de la NASA, desempeñan un papel importante en el calentamiento y el mantenimiento de la corona solar a temperaturas superiores a un millón de Kelvin.

¿Por qué estudiar los nanojets?

Durante décadas, los físicos solares se han preguntado cuál es el problema del calentamiento coronal. Mientras que la superficie visible del Sol (la «fotosfera») se sitúa en torno a los 6000 Kelvin, la atmósfera exterior (la «corona») alcanza temperaturas de varios millones de Kelvin. Una de las principales explicaciones de este misterio implica pequeñas y frecuentes explosiones de energía conocidas como «nanoflares», en las que la reconexión magnética desempeña un papel fundamental.

La detección directa de la reconexión magnética no es posible mediante la observación. Sin embargo, las salidas de plasma de los sitios de reconexión pueden inferirse mediante observaciones y a menudo sirven como indicadores de este proceso. El descubrimiento de nanojets proporciona una señal observacional directa de salidas de plasma colimadas, similares a chorros, que actúan como indicadores de la reconexión magnética causada por el entrelazamiento de las líneas del campo magnético. Por ello, se presentan como una prueba determinante para la comunidad de física solar.

Una nueva perspectiva de modelado sobre la generación de nanojets

Mediante una simulación magnetohidrodinámica de última generación, el equipo de investigación ha demostrado un mecanismo convincente para la formación de nanochorros. Su modelo muestra que cuando dos estructuras magnéticas altamente enrolladas, conocidas como cuerdas de flujo magnético, se fusionan, puede producirse una reconexión magnética en la interfaz entre ellas. Esta reconfiguración explosiva de los campos magnéticos libera energía e impulsa el plasma hacia afuera desde el punto de reconexión en forma de chorros estrechos (~100 km) y de alta velocidad (~100 km/s), con longitudes del orden de un megámetro (Mm), que duran aproximadamente 20 segundos.

“Estos nanojets son muy pequeños y efímeros, lo que dificulta su observación, y probablemente se producen en muchos más lugares de la corona solar de los que se han detectado hasta la fecha”, afirmó el Dr. Samrat Sen, autor principal del estudio.

Para abordar este desafío, el equipo generó firmas de observación sintéticas en longitudes de onda ultravioleta extrema (EUV) para diversos telescopios solares, como el Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASA y la futura misión MUSE (Multi-slit Solar Explorer), basándose en su simulación. Estos resultados se publicaron en Astrophysical Journal Letters, que sirve como guía predictiva para ayudar a los astrónomos a identificar nanojets en los datos de observación. Al tender un puente entre la teoría y la observación, este enfoque aumenta significativamente la probabilidad de detectar estos eventos esquivos en futuras campañas.

Los recientes avances en instrumentación solar ya han sugerido la existencia de esta actividad a pequeña escala. Las observaciones de alta resolución de múltiples misiones han revelado una gran cantidad de fenómenos dinámicos a pequeña escala en la atmósfera del Sol. Sin embargo, la identificación definitiva de los nanojets resultantes de la fusión de tubos de flujo ha sido un desafío hasta ahora.

¿Cuál es el siguiente paso?

Estos nuevos hallazgos llegan en un momento crucial. Los telescopios espaciales de próxima generación, incluido MUSE, proporcionarán imágenes sin precedentes del Sol con la resolución necesaria para poner a prueba estas predicciones. Gracias a la información proporcionada por este estudio, los científicos están ahora mejor preparados para buscar nanojets y evaluar su contribución al calentamiento coronal.

«Este trabajo abre una nueva vía para desvelar un nuevo mecanismo de la dinámica a pequeña escala en el Sol», señala el autor principal. «Al descubrir el papel de las interacciones de las cuerdas de flujo magnético en la generación de nanojets, damos un paso importante hacia la comprensión de cómo se calienta la corona solar y, en términos más generales, cómo se libera la energía magnética en los plasmas astrofísicos».

A medida que se realicen nuevas observaciones, los científicos observarán atentamente si estos diminutos chorros solares, y en qué medida, pueden contener la clave de algunos de los mayores secretos del misterio del calentamiento coronal.