Los investigadores han dado un gran paso en la física solar al encontrar la primera evidencia directa de ondas torsionales de Alfvén a pequeña escala en la corona del Sol. Durante mucho tiempo se ha sospechado que estas elusivas ondas magnéticas, teorizadas por primera vez en la década de 1940, desempeñan un papel importante en el calentamiento de la atmósfera exterior del Sol.
Resultados, publicados el 24 de octubre. Naturaleza AstronomíaPoderosa Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) Daniel K. Adquirido utilizando el Telescopio Solar en Hawaii. Con este descubrimiento, los científicos podrían finalmente tener una explicación de por qué la capa exterior del Sol, la corona, alcanza millones de grados mientras que su superficie alcanza unos 5.500 grados Celsius.
Comprender las ondas de Alfvén y su papel
Las ondas de Alfvén son vibraciones magnéticas que viajan a través del plasma, predichas por primera vez en 1942 por el premio Nobel Hannes Alfvén. Ya se han visto versiones más grandes de estas ondas, a menudo asociadas con erupciones solares. Esta nueva observación, sin embargo, es la primera vez que los científicos encuentran evidencia del tipo de pequeño giro continuamente presente que podría proporcionar energía continua al Sol.
El profesor Richard Morton, miembro del futuro líder del UKRI, de la Universidad de Northumbria, dirigió la investigación. “Este descubrimiento puso fin a una larga búsqueda de estas ondas que se remontaba a los años 40. Finalmente pudimos observar directamente estos movimientos de torsión que doblan las líneas del campo magnético hacia adelante y hacia atrás en la corona”.
Un avance tecnológico con el Telescopio Solar Inouye
Daniel K. El descubrimiento fue posible gracias al espectropolarímetro criogénico del infrarrojo cercano (Cryo-NIRSP) del Telescopio Solar Inoue, el instrumento más avanzado jamás construido para estudiar la corona solar. Este instrumento puede detectar estructuras extremadamente finas en la atmósfera solar e incluso medir los diminutos movimientos del plasma.
El espejo de cuatro metros del telescopio (cuatro veces más grande que cualquier telescopio solar anterior) lo convierte en la instalación más poderosa de su tipo. Gestionado por el Observatorio Solar Nacional de NSF, representa más de veinte años de colaboración global. La Universidad de Northumbria contribuyó a través de un consorcio del Reino Unido que diseñó la cámara para el generador de imágenes de banda ancha visible del telescopio, aprovechando la sólida experiencia de la institución en investigación solar.
Seguimiento del hierro sobrecalentado en corona
Al profesor Morton se le dio tiempo de observación mientras el telescopio aún estaba en pruebas. Utilizando Cryo-NIRSP, su equipo siguió el movimiento del hierro en la corona calentada a unos extraordinarios 1,6 millones de grados Celsius.
La clave para detectar la elusiva onda torsional provino de un nuevo método de análisis de datos desarrollado por Morton. Como él mismo explica: “El movimiento del plasma dentro de la corona del Sol se ve afectado por las oscilaciones. Éstas enmascaran el movimiento de torsión, por lo que tuve que desarrollar una manera de eliminar las oscilaciones para encontrar el giro”.
A diferencia de las ondas “kink” más familiares que oscilan estructuras magnéticas enteras y que se ven en videos solares, las ondas torsionales de Alfvén producen un movimiento de torsión sutil que solo puede detectarse espectralmente. Esto significa que los científicos deben medir cómo el plasma se acerca y se aleja de la Tierra, creando patrones rojos y azules en lados opuestos de la magnetosfera.
Descubriendo los secretos del calor y la energía solar
El descubrimiento arroja nueva luz sobre cómo funciona la atmósfera del Sol. Durante un eclipse solar total, la corona visible puede superar el millón de grados Celsius, lo suficientemente caliente como para expulsar partículas cargadas como el viento solar que llena nuestro sistema solar.
En la investigación participaron científicos de la Universidad de Pekín (China), KU Leuven (Bélgica), la Universidad Queen Mary de Londres, la Academia China de Ciencias y el Observatorio Solar Nacional NSF en Hawaii y Colorado, lo que refleja un amplio esfuerzo internacional.
Comprender cómo se comportan las ondas de Alfvén tiene implicaciones prácticas para predecir el clima espacial. El viento solar transporta perturbaciones magnéticas que pueden interferir con el GPS, los satélites y las redes eléctricas de la Tierra. Estas ondas recién observadas pueden explicar los “cambios magnéticos”, ráfagas de energía en el viento solar detectadas recientemente por la sonda solar Parker de la NASA.
“Esta investigación proporciona una validación muy necesaria para una variedad de modelos teóricos que describen cómo la turbulencia de las ondas de Alfén alimenta la atmósfera solar”, añadió el profesor Morton. “Tener observaciones directas finalmente nos permite probar estos modelos con la realidad”.
Investigaciones futuras y descubrimientos en curso.
El equipo espera que el descubrimiento impulse más investigaciones sobre cómo estas ondas se propagan y disipan la energía dentro de la corona. Daniel K. La capacidad del instrumento crio-NIRSP del Telescopio Solar Inouye para proporcionar espectros de alta calidad abre nuevas posibilidades para estudiar la física de las ondas en la atmósfera solar.
La investigación fue apoyada por la beca UKRI Future Leaders Fellowship, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el programa Horizon Europe de la Unión Europea.
Este es el tercer artículo que el profesor Morton publica este año sobre la investigación de las ondas de Alfvén. El periódico en abril de 2025. Ondas alfvénicas coronales de alta frecuencia observadas con DKIST/Cryo-NIRSPfue publicado En el diario astrofísico, seguido de papel Sobre el origen de las ondas alfvénicas coronalesPublicado en junio de 2025 Cartas de revistas astrofísicas.
