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La sonda espacial Parker pasa a solo 8,5 millones de kilómetros del Sol

A una velocidad récord que la llevaría de la Tierra a la Luna en menos de una hora, la nave Parker de la NASA completó su décima aproximación al Sol el 21 de noviembre, acercándose a solo 8,5 millones de kilómetros de su superficie.

Como referencia, Mercurio, el planeta más cercano al Sol, dista de este unos 58 millones de kilómetros en promedio. Y su temperatura, con el calor que recibe del Sol por su cercanía, puede superar los 400 grados centígrados en la cara diurna.

Esta aproximación de la Parker al Sol ha expuesto al vehículo a un calor y una radiación solares muy intensos, en un entorno ya de por sí duro y dominado por un fuerte viento solar. La sonda Parker fue diseñada para cuidarse a sí misma durante este acercamiento, sin intervención humana desde la Tierra, dada la gran distancia de esta a la nave y las características de la trayectoria.

El máximo acercamiento en su órbita (el perihelio) se produjo a las 8:25 UTC, con la nave volando a 586.864 kilómetros por hora. Este hito también marcó el punto medio del décimo paso por las inmediaciones del Sol de la misión. Esta visita comenzó el 16 de noviembre y continúa hasta el 26 de noviembre.

La nave llegó a la cita con el Sol en buen estado de salud, con todos los sistemas funcionando normalmente. La Parker va informando periódicamente de su estado al centro de control de la misión en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland, Estados Unidos, donde también fue diseñada y construida para la NASA.

Entre el 23 de diciembre y el 9 de enero, la nave transmitirá a la Tierra los datos científicos de este encuentro, que abarcan principalmente las propiedades y la estructura del viento solar, así como el entorno polvoriento cerca del Sol.

La Parker partió de la Tierra en 2018. Si todo va bien, en el futuro acabará acercándose al Sol hasta una distancia de tan solo 6 millones de kilómetros de su superficie. Esa distancia es solo 9 veces mayor que lo que mide de radio el Sol. En su máximo acercamiento al Sol, la Parker alcanzará una velocidad sin precedentes, de casi 700.000 kilómetros por hora. A esa velocidad, bastarían tres segundos para cubrir la distancia que separa la ciudad de Barcelona de la de Madrid.

Cuando la Parker alcance su mayor cercanía al Sol, deberá afrontar el gran calor allí reinante, con temperaturas de unos 1.400 grados centígrados. El sistema de refrigeración de la nave deberá mantener su interior a unos 30 grados centígrados. 

Resuelven el enigma de una polarización aparentemente imposible en el espectro del Sol

Hace veinticinco años, se descubrió una enigmática señal al analizar la polarización de la luz solar con un nuevo instrumento, el ZIMPOL (Zurich Imaging Polarimeter). Esta misteriosa señal de polarización lineal se encuentra a la longitud de onda de la línea D1 del sodio, a 5896 ángstroms, donde según los números cuánticos de tal línea se esperaba polarización nula. Por lo tanto, la observación de tan enigmática señal fue totalmente inesperada y motivó un intenso debate científico.

El misterio aumentó dos años después, cuando la revista académica Nature publicó un estudio con una explicación que requería que los subniveles del nivel inferior de la línea D1 estuviesen desigualmente poblados.

Los resultados teóricos de tal estudio reproducían de forma espectacular la enigmática señal de polarización observada en la línea D1. Sin embargo, el mecanismo propuesto implicaba que la región de la atmósfera solar conocida como “cromosfera” no puede estar magnetizada, en seria contradicción con los resultados vigentes, que indican que las regiones en calma (fuera de las manchas solares) de la cromosfera solar están llenas de campos magnéticos con intensidades del orden de varios gauss.

Esto originó una seria paradoja, la cual ha supuesto un reto para los físicos solares durante muchos años, e incluso ha llevado a algunos científicos a cuestionar la teoría cuántica de las interacciones entre átomos y fotones.

En 2013 se alcanzó un primer hito hacia la resolución de la paradoja del sodio: Luca Belluzzi y Javier Trujillo Bueno descubrieron en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España un nuevo mecanismo físico gracias al cual se puede producir polarización lineal en la línea D1 del sodio sin necesidad de que ello implique diferencias entre las poblaciones de los subniveles del nivel inferior de tal línea espectral. Sin embargo, el importante paso que dieron estos investigadores fue para el caso idealizado de un modelo de atmósfera solar sin campos magnéticos.

En el estudio titulado “Solving the paradox of the solar sodium D1 line polarization”, publicado recientemente en Physical Review Letters, la prestigiosa revista científica académica de la Sociedad Estadounidense de Física, Ernest Alsina Ballester, Luca Belluzzi y Javier Trujillo Bueno muestran la resolución de esta intrigante paradoja, que llevaba desconcertando a los físicos solares desde 1998. Este equipo de investigadores ha reproducido la enigmática polarización observada en la línea D1, en presencia de campos magnéticos del orden de varios gauss. Para conseguir este resultado, fue necesario realizar la modelización teórica más compleja de dicha señal realizada hasta ahora, teniendo en cuenta la acción conjunta de muchos mecanismos físicos complejos. Esto exigió tres años de trabajo, dentro del marco de una estrecha colaboración entre el Istituto Ricerche Solari (IRSOL) en Locarno-Monti (afiliado a la Università della Svizzera italiana) y el grupo POLMAG del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en Tenerife.

Los resultados publicados tienen consecuencias muy importantes. Las señales de polarización lineal, como las que se observan en la luz solar de la línea D1 del sodio, son de enorme interés dado que conllevan una rica información sobre los campos magnéticos presentes en la cromosfera solar, los cuales son muy difíciles de detectar. Esta región de la atmósfera solar, que se encuentra entre la relativamente fría fotosfera y la  extremadamente caliente corona (más de un millón de grados), es clave para solucionar algunos de los retos actuales de la física solar, incluyendo la comprensión y eventual predicción de los fenómenos eruptivos que pueden afectar seriamente a nuestro presente mundo tecnológico y digital. Se sabe que los campos magnéticos son el motor principal de la espectacular actividad dinámica de la cromosfera solar, pero nuestro conocimiento sobre su intensidad y geometría sigue siendo insuficiente. La solución de la paradoja de la misteriosa polarización de la línea D1 del sodio confirma la validez de la actual teoría cuántica de polarización en líneas espectrales, y abre una nueva ventana para explorar el magnetismo de la atmósfera solar en la presente nueva era de grandes telescopios solares. (Fuente: IAC)