Mientras que la superficie visible de nuestra estrella ronda los 6 000 grados, su atmósfera exterior puede alcanzar temperaturas mucho más altas y superar varios millones de grados. Un estudio revela que unas estrechas explosiones de plasma, conocidas como nanojets, podrían ser las responsables de que esta última capa sea mucho más cálida.
Un equipo internacional de investigación, liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), ha hallado una explicación innovadora sobre el origen de las diminutas eyecciones de plasma en forma de chorro en la atmósfera solar, conocidas como nanojets.
Los expertos creen 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 grados. Los resultados se han publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Durante décadas, los físicos solares se han preguntado cuál era el secreto del calentamiento coronal y de sus capas. Mientras que la superficie visible del Sol (la fotosfera) se sitúa en torno a los 6 000 grados, la atmósfera exterior (la corona) alcanza temperaturas de varios millones de grados.
Una de las principales explicaciones de este misterio implica pequeñas y frecuentes explosiones de energía conocidas como nanoflares, en las que posee un papel fundamental la reconexión magnética, un proceso físico que ocurre cuando campos magnéticos con direcciones opuestas se encuentran, rompen su configuración y liberan cantidades inmensas de energía almacenada.
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 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.
Gracias a una simulación magnetohidrodinámica de última generación, el equipo de investigación ha demostrado un mecanismo convincente para la formación de nanojets.
El 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 (de aproximadamente 100 km) y a alta velocidad (cerca de 100 km/s), por lo que duran aproximadamente 20 segundos.
“Estos nanojets son muy pequeños y efímeros, lo que dificulta su observación, y probablemente se produzcan en muchos más lugares de la corona solar de los que se han detectado hasta la fecha”, afirma el investigador del IAC y autor principal del estudio, Samrat Sen.
Para abordar este desafío, el equipo generó observaciones simuladas 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 en inglés).
Representación artística de una eyección de nanochorro provocada por la interacción de dos cuerdas de flujo magnético dentro de un bucle coronal en la atmósfera del Sol. / IAC
Los hallazgos sirven como guía predictiva para ayudar a los astrónomos a identificar nanojets en los datos de observación, porque al tender un puente entre la teoría y la observación, este enfoque aumenta significativamente la probabilidad de detectar estos eventos esquivos en futuras campañas, según señalan los expertos.
Los recientes avances en instrumentación solar ya sugieren la existencia de esta actividad a pequeña escala. Las observaciones de alta resolución de múltiples misiones han revelado una gran cantidad de fenómenos dinámicos 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 el momento.
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 equipos de investigación están 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”, concluye.
Referencia:
Samrat, S. et al. Extreme-ultraviolet Synthesis of Nanojet-like Ejections due to Coalescing Flux Ropes. The Astrophysical Journal Letters 2026.
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