Astrónomos crearon un inédito mapa del límite exterior del Sol

El reciente desarrollo de mapas bidimensionales del límite exterior de la atmósfera del Sol marca un avance significativo en la comprensión de la dinámica solar y su impacto en el sistema planetario.

Los resultados, publicados en The Astrophysical Journal Letters y obtenidos por un equipo del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA), abren nuevas posibilidades para perfeccionar los modelos de clima espacial y para anticipar la complejidad atmosférica de otras estrella, según los autores.

Según divulgaron los autores, el límite en la atmósfera solar donde la velocidad del viento solar supera la de las ondas magnéticas, conocido como la superficie de Alfvén, es el punto de no retorno para la materia que escapa del Sol y entra en el espacio interplanetario.

En el marco de este estudio, los científicos han postulado que la superficie de Alfvén no es estática, sino que se expande, se vuelve más irregular y presenta picos más pronunciados a medida que el Sol incrementa su actividad. Esta observación, que hasta ahora solo se había predicho teóricamente, fue validada gracias a las inmersiones profundas realizadas por la Sonda Solar Parker de la NASA, que logró penetrar en la región donde se origina el viento solar.

Sam Badman, astrofísico del CfA y autor principal del artículo, destacó la importancia de este hallazgo al afirmar: “A medida que el Sol atraviesa ciclos de actividad, observamos que la forma y la altura de la superficie de Alfvén alrededor del Sol se hacen más grandes y puntiagudas. De hecho, eso es lo que predijimos en el pasado, pero ahora podemos confirmarlo directamente”.

El límite de la superficie de Alfvén constituye el punto de no retorno para la materia solar: una vez que las partículas cruzan esta frontera, no pueden regresar al Sol y pasan a formar parte del espacio interplanetario. Este fenómeno ofrece a los científicos un laboratorio natural para analizar cómo la actividad solar repercute en el entorno espacial, incluyendo la vida y la tecnología en la Tierra.

Michael Stevens, astrónomo del CfA e investigador principal del instrumento SWEAP de la Sonda Solar Parker, subrayó el valor de estas observaciones: “Este trabajo demuestra sin lugar a dudas que la Sonda Solar Parker se adentra profundamente en la región donde nace el viento solar con cada órbita. Nos encaminamos hacia un período emocionante en el que observará de primera mano cómo cambian estos procesos a medida que el Sol entra en la siguiente fase de su ciclo de actividad”.

Cómo se realizó el estudio

La obtención de estos mapas precisos fue posible gracias al instrumento de medición de electrones, alfas y protones del viento solar (SWEAP), desarrollado por el CfA en colaboración con la Universidad de California, Berkeley. Este dispositivo permitió recopilar datos desde las profundidades de la superficie subalpina del Sol, proporcionando una visión sin precedentes de la dinámica solar. Antes de este avance, los científicos solo podían estimar la ubicación del límite solar a distancia, sin posibilidad de verificar la exactitud de sus cálculos.

Badman explicó el cambio de paradigma: “Antes, solo podíamos estimar el límite del Sol desde lejos, sin forma de comprobar si obtuvimos la respuesta correcta, pero ahora tenemos un mapa preciso que podemos usar para navegarlo mientras lo estudiamos. Y, lo que es más importante, también podemos observarlo a medida que cambia y comparar esos cambios con datos de cerca. Esto nos da una idea mucho más clara de lo que realmente sucede alrededor del Sol”.

El comportamiento de la superficie de Alfvén varía en función de los ciclos solares. Durante el máximo solar, el límite se aleja del Sol, adquiere mayor tamaño y complejidad estructural, mientras que en el mínimo solar ocurre lo contrario. Hasta ahora, esta dinámica solo se conocía de manera indirecta, pero los nuevos mapas y las mediciones directas han permitido confirmar y detallar estos cambios.

Los datos obtenidos no solo enriquecen la comprensión de la física solar, sino que también resultan fundamentales para mejorar los modelos predictivos del viento solar y del clima espacial, afinando la capacidad de anticipar cómo la actividad solar puede afectar el entorno terrestre y otros cuerpos del sistema solar.

Además, este conocimiento tiene implicaciones que trascienden el estudio del Sol. Los resultados pueden aplicarse al análisis de otras estrellas, permitiendo a los astrónomos abordar preguntas sobre la formación, evolución y comportamiento estelar, así como sobre la influencia de estos procesos en la habitabilidad de los planetas que orbitan otras estrellas en la galaxia y el universo.

El enfoque adoptado por el equipo del CfA, que integró observaciones de proximidad de la Sonda Solar Parker con datos de estaciones de observación remotas como Solar Orbiter —un proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA)— y la nave espacial Wind de la NASA, establece un modelo para futuras investigaciones en heliofísica. Esta estrategia coordinada ha permitido obtener una visión más completa y detallada de los procesos que ocurren en la atmósfera solar.

De cara al futuro, el equipo planea aprovechar el próximo mínimo solar para realizar nuevas inmersiones en la corona solar, con el objetivo de estudiar la evolución de la superficie de Alfvén a lo largo de un ciclo solar completo.