Durante décadas, la misteriosa lluvia solar —esas gotas de plasma frío y denso que caen desde la corona tras una erupción— desconcertó a los científicos. Ahora, un equipo del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái asegura haber resuelto el enigma: el secreto está en las variaciones de los elementos que componen la atmósfera del Sol.
El hallazgo marca un antes y un después en la física solar y abre la puerta a anticipar fenómenos de clima espacial. Así lo explicaron Luke Benavitz, estudiante de posgrado, y el astrónomo Jeffrey Reep en un artículo publicado en Astrophysical Journal.
La lluvia solar se produce en la corona, una región de plasma extremadamente caliente que se encuentra por encima de la superficie del Sol. A diferencia de la lluvia terrestre, este fenómeno consiste en condensaciones de plasma que, al enfriarse y aumentar su densidad, descienden hacia capas inferiores
Según la Universidad de Hawái, este proceso ocurre con rapidez tras las erupciones solares y entenderlo resultó esencial para modelar el comportamiento del Sol y anticipar alteraciones que pueden afectar la tecnología y las comunicaciones en la Tierra.
Hasta el momento, los modelos solían asumir que la abundancia de elementos en la corona permanecía constante en el espacio y el tiempo. Esta simplificación, sin embargo, no explicó la rapidez de la formación de la lluvia solar.
El artículo publicado en el Astrophysical Journal resaltó que, aunque ya existían indicios de fluctuaciones en la composición de la corona, los modelos convencionales no incorporaban esta dinámica y, por tanto, no conseguían reproducir el fenómeno.
El equipo dirigido por Benavitz y Reep aportó un cambio decisivo: las simulaciones mostraron que, permitiendo que la abundancia de elementos con bajo potencial de ionización —hierro, silicio y magnesio— variara en el espacio y el tiempo, se logró replicar la formación de condensaciones coronales incluso en escenarios de calentamiento abrupto.
“Es emocionante ver que, cuando permitimos que elementos como el hierro cambien con el tiempo, los modelos finalmente coincidieron con lo que realmente observamos en el Sol. Hace que la física cobre vida de una manera que se siente real”, afirmó Benavitz, según la Universidad de Hawái.
El mecanismo identificado se basa en la relación directa entre la abundancia local de estos elementos y la tasa de pérdida radiativa del plasma. Tras una erupción, los flujos de material desde la cromosfera hacia la corona alteraron la composición local, generando picos de abundancia en regiones específicas.
Estos picos aumentaron la radiación emitida, lo que generó un enfriamiento más acelerado y la subsecuente caída de gotas de plasma más densas: la lluvia solar. Las simulaciones con el código HYDRAD mostraron que la condensación coronaria únicamente apareció cuando la abundancia de elementos fluctuó, mientras los modelos con abundancias fijas no lograron reproducir el fenómeno.
Este hallazgo aportó beneficios directos a la modelización solar y a la predicción del clima espacial. El artículo de Astrophysical Journal identificó que representar correctamente las abundancias elementales resultó imprescindible para calcular los tiempos de enfriamiento plasmático y anticipar la dinámica atmosférica durante las erupciones.
La Universidad de Hawái destacó que este conocimiento podría, en el futuro, mejorar la capacidad de pronosticar fenómenos que afectan a la Tierra.
El avance, además, desafió la idea tradicional de la corona como una región de composición estática. Los autores recalcaron que la atmósfera solar es mucho más dinámica de lo pensado, y que las variaciones en la abundancia deben considerarse un rasgo fundamental en todo modelo físico.
El modelo propuesto puede validarse a través de observaciones espectroscópicas coronales, lo que impulsó nuevas investigaciones y mejoras de los modelos actuales.
Según el Astrophysical Journal, el próximo paso será comparar las simulaciones con observaciones espectroscópicas de alta resolución proporcionadas por misiones espaciales.
Los investigadores planean, además, incorporar otros efectos físicos, como la fuerza ponderomotriz originada por ondas de Alfvén, para generalizar aún más el tratamiento de las abundancias en los modelos solares.
De acuerdo con Jeffrey Reep, en declaraciones recogidas por la Universidad de Hawái, este descubrimiento abrió una nueva perspectiva sobre la dinámica de la corona e invitó a revisar los modelos de calentamiento y enfriamiento, expandiendo el campo para futuras investigaciones en física solar.
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