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Sonda Parker de la NASA 'toca' el Sol y descubre misterios del viento solar

Los primeros resultados científicos de la Sonda Solar Parker exploran los extraños campos magnéticos del Sol y las partículas energéticas.

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La Sonda Solar Parker está en órbita alrededor del Sol y continuará examinándolo desde muy cerca.

Jackson Ryan/CNET

La NASA tiene un ejército de robots patrullando el sistema solar, todos igualmente merecedores de nuestro amor y atención, pero quizás el más rudo de todos es la llamada Sonda Solar Parker (PSP, por sus siglas en inglés). La nave espacial, que tiene el tamaño de un pequeño sedán, está dando vueltas alrededor del Sol, equipada con tecnología revolucionaria que le permite "tocar" el Sol. El miércoles 4 de diciembre, los investigadores de la NASA publicaron el primer conjunto de datos científicos de la misión, que detalla las primeras mediciones de uno de los entornos más extremos del sistema solar.

"Hemos aprendido mucho acerca de nuestra estrella en las últimas décadas, pero realmente necesitábamos una misión como la Parker para entrar en la atmósfera del Sol", dijo Nour E. Raouafi, científico del proyecto en el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins. "Lo que hemos aprendido solo en estas tres órbitas solares ha cambiado mucho de lo que sabemos sobre el Sol".

La agencia espacial lanzó la Sonda Solar Parker el 12 de agosto de 2018 y pudo colocar la nave espacial resistente al calor en una órbita elíptica alrededor del Sol. La órbita catapulta la sonda a un ritmo tal que ya se ha ganado el título del "objeto más rápido hecho por el hombre" y, utilizando a Venus como una asistencia gravitacional, la sonda continuará disminuyendo su distancia al gran calentador del sistema solar.  

En una serie de cuatro documentos, publicados en la revista especializada Nature el miércoles, los investigadores detallan las primeras mediciones tomadas por Parker desde el interior del aura de plasma del Sol, una región conocida como la corona, y analizan los datos de los dos primeros enfoques cercanos de la PSP, que ocurrieron en noviembre de 2018 y abril de 2019. Temperaturas en la corona oscilan entre 2 millones y 5 millones de grados Fahrenheit, pero la forma en que se calienta y cómo se comportan las partículas subatómicas en su interior sigue siendo un enigma para los astrónomos.

La corona también genera el viento solar, corrientes de partículas energéticas que se proyectan al sistema solar. En el pasado, los astrónomos han podido medir estas corrientes más cerca de la Tierra, pero gracias a las herramientas de última generación a bordo de la PSP (ocultas detrás de un impresionante escudo térmico), algunos de los secretos del Sol están empezando a desvelarse.

Parker tiene cuatro instrumentos a bordo: un generador de imágenes de campo amplio y tres dispositivos separados que miden las partículas en el viento solar, además de los campos eléctricos y magnéticos que rodean al Sol. Los cuatro documentos presentados en Nature describen las primeras mediciones de cada instrumento y analizan la dinámica en una región del espacio que nunca antes se había probado.

Polvo WISPR

El generador de imágenes de campo amplio (WISPR por sus siglas en inglés) para la PSP actúa como los "ojos" de la sonda y permite a los investigadores obtener imágenes de las estructuras formadas por el viento solar en la corona. El WISPR entregó una impresionante imagen de primera luz en septiembre de 2018 y luego la siguió con una imagen alucinante desde el interior de la atmósfera del Sol en diciembre de ese año.

Russ Howard, investigador principal de WISPR, examinó la imágenes tomadas por el instrumento para identificar estructuras en el viento solar. Las imágenes revelan nuevas dinámicas en las corrientes de la corona, unos bucles magnéticos que brillan intensamente desde el Sol y ofrecen una mirada a los débiles rayos coronales. El equipo también observó la intensidad de la luz esparcida por el polvo en la región alrededor del Sol, confirmando las observaciones realizadas desde la Tierra. Sin embargo, se sorprendieron al ver perfiles de intensidad inusuales más cerca del Sol.

El cambio en la intensidad podría demostrar una "zona libre de polvo" más cerca de la superficie del Sol, una hipótesis que se remonta a los experimentos de la nave espacial Helios de la década de 1970. Howard y sus colegas advierten en su estudio que el WISPR no observó directamente la zona libre de polvo hipotética, y que las explicaciones alternativas podrían ser un cambio en las propiedades o la intensidad del polvo, en lugar de la cantidad. La confirmación de este ambiente tan buscado debería llegar a medida que la PSP disminuya su distancia al Sol en los próximos años. 

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WISPR ha logrado captar imágenes de material flotando desde el Sol, como se ve en la parte izquierda de la imagen en la forma de grantes rayos blancos emanando.

NASA/NRL/APL

El viento solar no se comporta como se predijo

Un segundo hallazgo inesperado fue descubierto por un equipo de investigadores dirigido por Justin Kasper. Utilizando los instrumentos Alphas y Protons de Solar Wind Electrons (SWEAP) a bordo de la PSP, Kasper y sus colegas reunieron información sobre cómo los electrones, iones de hidrógeno y helio se mueven a través del viento solar. Cuando el Sol expulsa estas partículas, finalmente chocan con el SWEAP, que puede registrar sus propiedades, una hazaña que ocurre típicamente más de cuatro veces por segundo.

Con una gran cantidad de partículas chocando contra los instrumentos SWEAP, y respaldados por datos del instrumento FIELDS a bordo del PSP, Kasper y su equipo descubrieron que el viento solar cercano al Sol está actuando de manera extraña como resultado de las inversiones de campo magnético. Durante una inversión, la velocidad del viento solar parece aumentar, y el equipo cree que las partículas que fluyen pueden seguir una curva en forma de S a medida que se alejan del Sol.

Anteriormente, los científicos habían medido partículas de viento solar que se alejaban del sol como balas, en trayectorias rectas a través de la Tierra. Pero el equipo de Kasper descubrió un sorprendente aumento en el "flujo rotacional" del viento solar que no coincide con ningún modelo anterior de cómo debería girar el viento solar. Más cerca del Sol, el viento sigue girando, pero se desconoce el motivo.. 

"El gran flujo rotacional del viento solar visto durante los primeros encuentros ha sido una verdadera sorpresa," dijo Kasper en un comunicado de prensa. "Si bien esperábamos ver un movimiento de rotación más cercano al Sol, las altas velocidades que estamos viendo en estos primeros encuentros son casi diez veces mayores que las que habían predicho los modelos estándar".

A medida que Parker continúa en órbita, los investigadores verán mejor los flujos de viento solar cercanos al Sol. Los autores señalan que esto "será esencial para comprender cómo el Sol pierde impulso angular y gira a medida que envejece". 

Lo que sigue

El 26 de diciembre, la sonda realizará su segundo sobrevuelo de Venus, utilizando la gravedad del planeta para reducir aún más su órbita y acercarse aún más al Sol. El sobrevuelo también verá que la PSP aumenta aún más la velocidad, girando alrededor del sol a 109 kilómetros por segundo, hasta que un tercer sobrevuelo de Venus en julio de 2020 se vuelva a poner en marcha.

Las actividades de la PSP continuarán durante los próximos cinco años, hasta 2025, y en el mayor acercamiento la nave estará a 7 millones de kilómetros (4.3 millones de millas). Mercurio, el planeta más cercano al Sol, está aproximadamente a 46 millones de kilómetros de la estrella en su posición más cercana. Cerrar la distancia, lentamente, durante los próximos cinco años será crucial para comprender las complejidades de la corona solar, su superficie, cómo el viento solar es lanzado al cosmos y las formas en que afecta al resto del sistema solar.

En 2020, la PSP será acompañada en su misión por otra nave, la Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea. Programada para lanzarse en febrero, la nave espacial también se acercará al Sol, girando en una órbita altamente elíptica que lo colocará a unos 42 millones de kilómetros de la bola de plasma ultracaliente. Con las dos naves espaciales patrullando el reactor de fusión nuclear del sistema solar hasta la próxima década, los científicos comenzarán a arrojar luz sobre el objeto más brillante de nuestro sistema solar y seguramente descubrirán más sorpresas acechando en su interior.