Agujeros en la Corona
Las primeras observaciones del Sol desde el espacio mejor conocidas son
las hechas en 1973 desde la estación
espacial Skylab. La Skylab llevaba varios telescopios solares,
incluyendo el "Montaje Telescópico Apolo" (ATM) que observó
el Sol en los EUV y en las más largas longitudes de onda del espectro
de rayos X. Puesto que a esas longitudes de onda se observa preferentemente
la corona, se tuvo la posibilidad de seguir y trazar los mapas de sus rasgos.
A la derecha: imagen Yohkoh de rayos X del Sol. Para ver una imagen mayor, pulse aquí. Como se podía esperar, las emisiones de la corona más brillantes provienen de la parte superior de las regiones activas de manchas. Separando estos parches brillantes había grandes áreas oscuras, llamados "agujeros de la corona"; eran aparentemente más oscuros debido a su menor densidad y menor disipación del calor en la corona inferior. El descubrimiento de los agujeros de la corona ayudó a resolver un excepcional rompecabezas. Mucho antes del Skylab, sondas espaciales como la Mariner 2 detectaron, en 1962, veloces corrientes de viento solar fluyendo no a 400 Km/s sino a 600 o más. Tienden a repetirse a intervalos de 27 días, que es el período de rotación de las latitudes bajas del Sol, lo que sugiere que, cualquiera que sea su origen, giran con el Sol. Aún antes, alrededor del cambio de siglo XIX al XX, se observaron tormentas magnéticas moderadas que tendían a repetirse a intervalos de 27 días, no predominando cerca del máximo del ciclo de manchas, sino cerca de su mínimo. El Skylab mostró que ambos fenómenos no estaban asociados a las manchas, sino con la áreas oscuras de los agujeros de la corona, que parece también que contribuyen bastante al viento solar. Aparentemente los lazos de las líneas del campo magnético sobre las manchas ayudan a atrapar el plasma (un poco como la hace en el cinturón de radiación terrestre) y lo hace retornar. Las líneas de campo de los agujeros de la corona, por otro lado, parecen extenderse muy lejos, el viento solar las arrastra hacia la órbita de la Tierra y más lejos de esta. Como el movimiento del plasma tiende a ser guiado por las líneas del campo magnético, estas líneas suministran una fácil salida al plasma del viento solar. Sobre los polos del Sol, como se ha dicho, las líneas del campo se hincan casi rectas, creando dos grandes "agujeros de la corona" permanentes. Como se esperaba, la sonda espacial Ulysses encontró aquellas regiones llenas de viento solar con un rápido movimiento, parecido al tipo del observado en los chorros de viento solar. Expulsiones de Masa de la CoronaEl Skylab también observó enormes burbujas de plasma elevándose de forma ocasional (cada 2 días o así) desde el Sol. Se sospechó inmediatamente que esas burbujas, denominadas "Coronal Mass Ejections" (CMEs) o "Expulsiones de Masa de la Corona" indicaban la primera etapa del desarrollo de nubes de plasma interplanetario, algunas de las cuales originaban tormentas magnéticas cuando alcanzaban la Tierra.El problema era que las CME se observaban mejor cuando se elevaban sobre los lados del Sol, pero las nubes que se mueven así no llegan a la Tierra. Sin embargo, a finales de 1983 la sonda magnetosférica ISEE-3 (International Sun-Earth Explorer 3) enviada desde la Tierra hacia el cometa Giacobini-Zinner, algún tiempo después estaba lo suficientemente lejos de la Tierra como para interceptar las CME. Confirmó que eran similares a las nubes de plasma cercanas a la Tierra. En el futuro la NASA planea dirigir estas observaciones desde dos vehículos espaciales gemelos en la misión "Solar Stereo". Situados sobre la órbita terrestre pero a 60º delante y detrás de la Tierra (en los puntos Lagrangianos L4 y L5 del sistema Tierra-Sol), las cámaras sobre estos vehículos serán capaces de observar las CME que se dirigen a la Tierra e incluso (debido a sus diferentes posiciones), obtener alguna información sobre su estructura tridimensional. Más recientemente el Sol ha sido monitorizado en las bandas de rayos X y EUV por el Yohkoh, un exitoso satélite japonés. Sus imágenes proporcionaron una visión clara y detallada de los agujeros de la corona, de los puntos brillantes y de las CME. Otro observador de las CMEs ha sido el instrumento LASCO abordo del vehículo SOHO, estacionado en el punto Lagrangiano L1, situado en dirección al Sol. Para ver algunas imágenes SOHO, vea aquí y aquí. Ha sido posible, mediante procedimientos de mejora sobre las imágenes LASCO, que los investigadores del SOHO vean las CME aunque se dirijan hacia la Tierra, se puede ver un ejemplo aquí. Con todos esos modos de observación, se ha aprendido mucho sobre las CME desde 1973 y ha hecho que ahora se crea que mucha de la actividad de las tormentas magnéticas anteriormente adscritas a las fulguraciones se asocien ahora a las CMEs. Aparentemente su energía proviene del campo magnético de la corona y su material de las protuberancias que sopla hacia fuera el proceso. No necesitan originarse en las regiones con manchas. Exploración Adicional: Pulse aquí para ver un sitio web que explica las CME en mayor detalle de lo expuesto aquí. Partículas de Alta EnergíaDebido a la velocidad a la que provienen las fulguraciones y las CME, se cree que su energía proviene de campos magnéticos. Sin embargo, no se pueden ver los pequeños detalles ni siquiera en las imágenes del Yohkoh, ni nos dicen lo suficiente sobre los campos magnéticos o sobre la estructura magnética tridimensional y por la ausencia de mejores datos, todavía no tenemos un conocimiento detallado.Sobre la Tierra los físicos utilizan equipos electromagnéticos, los aceleradores de alta energía, para acelerar los electrones, los protones y otras partículas cargadas eléctricamente hasta grandes velocidades, con el fin de estudiar sus colisiones con la materia y así aprender sobre su estructura y sobre las fuerzas que que las unen. Se necesitan para esto herramientas aceleradoras muy sofisticadas, pero parece que la naturaleza también lo hace así. Se muestra en las fulguraciones, una o dos veces por año durante las partes activas del ciclo solar, que emiten corrientes de iones y electrones de alta energía que pueden inundar el espacio interplanetario en unas horas, hasta la órbita terrestre y aún más allá. Las CME también lo pueden hacer así y se están debatiendolos papeles de las fulguraciones y de las CME. Para saber más de estas cosas vea aquí. La NASA está debidamente preocupada por estas partículas. No amenazan la vida en la Tierra, que está protegida por una gruesa atmósfera. Incluso los astronautas de las estaciones espaciales cerca del ecuador terrestre están protegidos por el campo magnético terrestre. Sin embargo, cualquier humano fuera de la magnetosfera interna de la Tierra, por ejemplo en tránsito entre la Tierra y Marte, necesitará estar protegido de algún modo. Las formas en que producen estas aceleraciones aún no están claras, pero se cree que están asociadas con pequeñas regiones en el espacio en las que los campos magnéticos de procedencia contigua (p.e. grupos de manchas) se cancelan entre sí creando "puntos neutros" de intensidad de campo cero. Tales puntos, desafortunadamente para los experimentadores, están normalmente muy arriba de la fotosfera, en una región donde es difícil medir los campos magnéticos. La aceleración también puede ocurrir en los shocks asociados con las CME. Sin embargo se puede deducir alguna información de la radiación que emiten: los electrones rápidos sobresalen por su producción de rayos X. Los rayos X médicos se producen cuando los rayos de electrones rápidos producidos dentro de un cámara a la que se le ha extraído todo el aire, llegan a una placa metálica. En el Sol, cuando los electrones rápidos son detenidos por el gas que los rodean, se produce un proceso similar. Estos rayos X pueden elevarse más rápido que las otras emisiones, en algunos casos un minuto, pero solo un segundo o dos en otros.
Ondas de Radio y MicroondasLa radiación electromagnética producida por el Sol no ocurre solo por emisiones en las que los átomos individuales de iones contribuyen a la mayor parte de su energía. También existen ondas de plasma, oscilaciones y turbulencias, en las que muchos electrones e iones actúan al unísono, creando ondas de radio y microondas. La energía perdida por cada partícula es pequeña (así se producen los fotones), pero con al actuar tantos juntos emiten una señal observable.Por ejemplo, las ondas emitidas por los rayos de electrones e iones que emite el Sol, se rastrean de forma regular. También, la radiación que se eleva desde encima de un grupo de manchas es, a menudo, un buen aviso de que "algo se está preparando". Ondas Electromagnéticas desde el UniversoLos objetos astronómicos, en nuestra galaxia y más allá, radian ondas electromagnéticas a través del espectro completo, desde las de radio hasta los rayos gamma. Martin Harwit, astrónomo e historiador, en su libro "Cosmic Discovery" de 1981, habló de lo que proporcionan los nuevos descubrimientos en la astronomía. Observó que la mayor parte de nuestros datos sobre el Universo provienen de las radiaciones electromagnéticas de los objetos del cielo.Luego mostró que una gran parte de los descubrimientos en astronomía estaban asociados con algún tipo de mejoría en la detección del espectro electromagnético: Nuevos rangos de longitud de ondas (p.e. Radio o rayos X) o mejor resolución (p.e. mejores y mayores telescopios). Por lo que recomendaba a la NASA concentrar sus esfuerzos en astronomía espacial en mejorar esta cobertura y la NASA ha seguido ampliamente su consejo. Cada uno de los grandes observatorios de la NASA, p.e. el Compton para rayos gamma y el Hubble para el espectro visible o casi visible, el Chandra para el espectro de rayos X, han apuntado sobre una cierta región espectral e intentaron mejorar la cobertura. Los resultados han sido muy gratificantes, pero están más allá de esta presentación, que está enfocada en el Sol. |
En
un acontecimiento semejante (foto de la derecha), el 