Una llamarada solar sorpresiva

Una llamarada solar de gran intensidad reveló a los científicos de la NASA importantes detalles sobre los procesos físicos involucrados en este tipo de fenómenos.

Las llamaradas solares son las explosiones más poderosas del sistema solar. Poseen un poder explosivo que equivale a cien millones de bombas de hidrógeno y destruyen todo lo que se encuentre cerca de ellas, sin dejar intacto un sólo átomo.

Al menos así es como se supone que debe de suceder.

"Hemos detectado una corriente de átomos de hidrógeno intactos que salieron disparados de una llamarada solar de clase X", dice Richard Mewaldt, del Caltech. "¡Vaya sorpresa! Estos átomos podrían estar diciéndonos algo nuevo acerca de lo que sucede en el interior de las llamaradas solares".

La llamarada solar de clase X9, que se registró el 5 de diciembre de 2006, observada por la Cámara para Imágenes Solares de Rayos-X (Solar X-Ray Imager, en idioma inglés), ubicada en el satélite GOES-13 de la NOAA.

El evento ocurrió el 5 de diciembre de 2006. Una gran mancha solar surgió del limbo, por el lado Este del Sol y, casi sin advertencia, explotó. En la "Escala de Richter" de las llamaradas solares, la cual categoriza a una llamarada de clase X1 como un evento de magnitud, el estallido quedó registrado como X9, lo que lo convierte en una de las llamaradas solares más intensas de los últimos 30 años.

Los gerentes de la NASA decidieron prepararse. Un estallido de tal ferocidad usualmente produce una ráfaga de partículas de alta energía que son peligrosas tanto para los satélites como para los astronautas. Y, efectivamente, momentos después de la explosión, una serie de emisiones en ondas de radio que provenían de una onda de choque en la atmósfera del Sol fue la señal de que un enjambre de partículas estaba en camino.

Y una hora más tarde llegaron. Pero no eran las partículas que los investigadores esperaban.

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La nave espacial doble, STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory - Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres, en idioma español), de la NASA, llevó a cabo el descubrimiento: "Fue un estallido de átomos de hidrógeno", dice Mewaldt. "No había otros elementos presentes, ni siquiera helio (la segunda especie atómica que más abunda en el Sol). El hidrógeno puro fluyó alrededor de ambas naves durante 9 minutos".

Después vinieron más de 30 minutos de quietud. El estallido se calmó y los contadores de partículas de las naves STEREO regresaron a los niveles bajos. El evento parecía haber terminado, cuando una nueva onda de partículas envolvió a las naves. Estos eran los "átomos rotos" que, se supone, deben de producir las llamaradas —protones e iones más pesados, como el helio, el oxígeno y el hierro. "Mejor tarde que nunca", dijo.

Conteos de partículas de las naves STEREO, el 5 de diciembre de 2006. El eje vertical mide el ángulo hacia el Sol. Nótese cómo el estallido inicial de hidrógeno llegó desde un ángulo más angosto, mientras que los iones que le siguieron llegaron en enjambres desde todas direcciones. Esta "acción de enjambre" es el resultado de deflexiones producidas por el campo magnético del Sol —una fuerza que no siente el hidrógeno neutro.

Al principio, esta secuencia de eventos sin precedente sorprendió a los científicos, pero ahora Mewaldt y sus colegas creen que están llegando al fondo del misterio.

Primero, ¿cómo resistieron los átomos de hidrógeno a la destrucción?

"No lo hicieron", dice Mewaldt. "Creemos que comenzaron su viaje hacia la Tierra en partes, como protones y electrones. Antes de que escaparan de la atmósfera del Sol, sin embargo, algunos de los protones recapturaron un electrón, formando de este modo átomos intactos de hidrógeno. Los átomos dejaron atrás al Sol viajando en un único y rápido disparo antes de ser divididos de nuevo". (Para los expertos: el equipo cree que los electrones fueron recapturados mediante la acción combinada de procesos de recombinación radiactiva e intercambio de carga.)

Segundo, ¿qué fue lo que retrasó la llegada de los iones?

"Simple", dice Mewaldt. "Los iones están cargados eléctricamente y pueden sentir el campo magnético del Sol. El magnetismo solar desvía a los iones y hace más lento su avance hacia la Tierra. Los átomos de hidrógeno, por otro lado, son eléctricamente neutros. Pueden salir disparados del Sol sin sufrir interferencia magnética.

Imaginemos a dos corredores que luchan por llegar a la meta. A uno (el ión) se lo obliga a correr en zigzag en tramos tan anchos como la órbita de Marte. El otro (el átomo de hidrógeno) corre en línea recta. ¿Quién ganará?

"Los átomos de hidrógeno llegaron a la Tierra dos horas antes que los iones", dice Mewaldt.

Mewaldt cree que todas las llamaradas intensas podrían emitir ráfagas de hidrógeno, pero simplemente no se las habían observado antes. El investigador espera que ocurran más llamaradas de tipo X ahora que las naves espaciales STEREO se encuentran ampliamente separadas; están ubicadas prácticamente en lados opuestos del Sol. (En 2006, aún se encontraban casi juntas, cerca de la Tierra.) Las naves STEREO A y B podrían ser capaces de triangular futuros estallidos y localizar la fuente de hidrógeno. Esto permitiría al equipo poner a prueba sus ideas sobre este sorpresivo fenómeno.

"Todo lo que necesitamos ahora", dice, "es algo de actividad solar".

Para obtener mayor información sobre esta investigación, consulte el artículo "Observaciones de átomos energéticos neutrales, llevadas a cabo por las naves STEREO durante la llamarada solar del 5 de diciembre de 2006" ("STEREO Observations of Energetic Neutral Atoms during the 5 December 2006 Solar Flare"), por R. A. Mewaldt y colaboradores, en un próximo número de la revista científica Astrophysical Journal Letters.

Fuente: Ciencia@NASA
Traductor al español: Carlos Román