Científicos del IAC encuentran una fórmula para 'cazar' los chorros de energía que calientan la atmósfera del Sol

La atmósfera que rodea el Sol se encuentra a millones de grados de temperatura. Una cifra que contrasta con el calor que se acumula en su superficie, que apenas llega a los 6.000 grados. Este contraste sigue siendo uno de los grandes enigmas de la física solar y podría estar relacionado con diminutas y esquivas eyecciones de plasma (nanojets) que se producen continuamente en la corona solar. Sin embargo, hasta ahora, cazar al Sol escupiendo estas pequeñas y rápidas eyecciones energéticas ha sido todo un desafío para la ciencia. Un engorro que el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) podría haber resuelto tras echarle un poco de imaginación.

El misterio de la diferencia de temperatura entre ambas capas solares se planteó a mediados del siglo XX, cuando se descubrió que la corona solar alcanza temperaturas de millones de grados. Desde entonces, los científicos han propuesto distintos mecanismos para explicarlo, entre ellos la liberación de energía por toda la corona en pequeños eventos conocidos como nanoflares, una idea formulada hace varias décadas por el astrofísico Eugene Parker.

En los últimos años, gracias a misiones espaciales como IRIS (NASA) y Solar Orbiter (ESA/NASA), se han observado eventos que se asemejan con este tipo de fenómenos a pequeña escala. 

El hallazgo creó un nuevo problema: su detección al por mayor. Como son tan pequeños y rápidos, aún son muchos los que se escapan a la detección. Y es que, aunque las capacidades actuales permiten identificar los eventos más notorios, resulta mucho más difícil detectar todos aquellos que, según la teoría, deberían estar distribuidos por la corona solar.

"La teoría cuenta que para que la atmósfera solar esté a tal temperatura, estos nanojets deben estar ocurriendo en toda la superficie solar a la vez", relata Daniel Nobrega, investigador del IAC y uno de los firmantes del artículo en el que se publica este avance.

Por un lado, los satélites espaciales actuales no siempre cuentan con la resolución necesaria para detectarlos —algo que se espera mejorar con futuras misiones como MUSE (NASA), cuyo lanzamiento está previsto para 2027—. Por otro, los científicos tampoco tienen completamente claro qué señales buscar en los datos, especialmente cuando estos nanojets son tan pequeños y efímeros que apenas dejan huella visible.

"Estos nanojets son muy pequeños y efímeros, lo que dificulta su observación, y probablemente se producen en muchos más lugares de los que se han detectado hasta la fecha", afirma Samrat Sen, investigador del IAC y autor principal del estudio.

Dos piezas clave para resolver el problema

Tras analizar el problema, un grupo de investigadores del IAC y la Universidad de La Laguna (ULL) han aportado dos piezas clave para resolverlo. Por un lado, han propuesto un mecanismo físico que podría explicar cómo nacen estos nanojets y, por otro, han desarrollado predicciones que pueden ayudar a identificarlos en futuras observaciones.

Para Nóbrega-Siverio, lo más importante "es saber dónde buscar". "Queríamos crear un modelo que nos permitiera entender cómo se producen y, a partir de ahí, identificar qué señales deberíamos observar", explica.

Como explican los científicos, estas explosiones de energía se producen por un proceso denominado "reconexión magnética". Un evento que ocurre cuando dos campos magnéticos con direcciones opuestas se encuentran, rompiendo su configuración y liberando cantidades inmensas de energía almacenada. Esta energía impulsa el plasma hacia afuera en forma de chorros estrechos (de aproximadamente 100 kilómetros) y de alta velocidad (cerca de 100 km/s), que duran muy pocos segundos

Aunque no es posible observar directamente el proceso de reconexión magnética, sí se pueden detectar sus efectos en el plasma. "El plasma sigue las líneas del campo magnético, y nuestro modelo muestra qué tipo de señales deberían aparecer en las futuras observaciones, como las que permitirá MUSE", explica el equipo."Este trabajo abre una nueva vía para estudiar la dinámica a pequeña escala en el Sol", señala el autor principal.

"Al comprender mejor cómo interactúan las estructuras magnéticas para generar estos nanojets, damos un paso importante hacia la comprensión del calentamiento de la corona solar y, en general, de cómo se libera la energía magnética en los plasmas astrofísicos", concluye.

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