NUEVA JERSEY, EE. UU. — Ver la aurora boreal en la Tierra ya es lo suficientemente difícil, ¿pero qué pasa con verla en el Sol? Un fenómeno solar nunca antes visto ha sido descubierto por científicos del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey. Han logrado detectar emisiones de radio que emanan de las manchas solares en la superficie del Sol.
Las manchas solares son áreas relativamente oscuras y frías en el Sol, y desde hace mucho tiempo han sido objeto de curiosidad científica. En este estudio, los investigadores del Centro de Investigación Solar-Terrestre de NJIT detallaron observaciones de radio de una exhibición auroral peculiar que ocurre a 40,000 kilómetros sobre una mancha solar. Este descubrimiento podría potencialmente cambiar nuestra comprensión de los procesos magnéticos del Sol y ofrecer ideas sobre fenómenos similares en estrellas distantes.
«Hemos detectado un tipo peculiar de ráfagas de radio polarizadas de larga duración que emanan de una mancha solar, persistiendo durante más de una semana», dice el autor principal del estudio, Sijie Yu, científico de NJIT-CSTR, en un comunicado de la universidad. «Esto es bastante diferente de las típicas ráfagas de radio solares transitorias que suelen durar minutos u horas. Es un descubrimiento emocionante que tiene el potencial de cambiar nuestra comprensión de los procesos magnéticos estelares».
Para comprender la importancia de este descubrimiento, es esencial entender las similitudes con las exhibiciones aurorales propias de la Tierra, como las Luces del Norte (Aurora Boreal) y las Luces del Sur (Aurora Australis). Estos impresionantes espectáculos de luz ocurren cuando las actividades solares interrumpen la magnetosfera de la Tierra, lo que lleva a que partículas cargadas precipiten en las regiones polares de nuestro planeta. Estas partículas interactúan con átomos de oxígeno y nitrógeno en la alta atmósfera, generando intensas emisiones de radio. En el caso del Sol, procesos similares parecen estar en juego sobre las manchas solares.
Lo que hace única a este descubrimiento es que las emisiones de radio de las manchas solares difieren de las conocidas tormentas de ruido solar previamente identificadas, tanto en términos de sus características espectrales como de su duración. Los científicos creen que estas emisiones están relacionadas con algo llamado «emisión maser de ciclotrón de electrones (ECM)», que involucra electrones energéticos atrapados dentro de regiones de campo magnético fuerte. Las manchas solares, al ser áreas más frías e intensamente magnéticas en el Sol, proporcionan un ambiente ideal para esta emisión ECM, lo que permite hacer comparaciones con los casquetes polares magnéticos en planetas y estrellas.
Interesantemente, a diferencia de las auroras terrestres, que emiten ondas de radio a frecuencias más bajas, estas emisiones de auroras de manchas solares ocurren a frecuencias mucho más altas, que van desde cientos de miles hasta aproximadamente 1 millón de kHz, debido a que el campo magnético del Sol es miles de veces más fuerte que el de la Tierra.
El estudio también desafía la creencia tradicional de que estas ráfagas de radio están relacionadas con las erupciones solares, ya que la actividad esporádica de las erupciones en regiones activas cercanas parece inyectar electrones energéticos en bucles de campo magnético a gran escala anclados en la mancha solar, lo que alimenta la emisión de radio ECM por encima de la región.
A medida que la mancha solar se desplaza a través del disco solar, crea un haz giratorio de luz de radio, lo que resulta en un «efecto faro cósmico».
El descubrimiento de estas emisiones de radio solares, aunque más débiles que las auroras terrestres, guarda similitudes con las emisiones aurorales estelares observadas en el pasado. Esto sugiere que las manchas estelares en estrellas más frías, similares a las manchas solares en nuestro Sol, podrían ser fuentes de ciertas ráfagas de radio observadas en diversos entornos estelares.
«Esta observación es una de las pruebas más claras de emisiones de ECM de radio que hemos visto desde el Sol. Las características se asemejan a algunas de las observadas en nuestros planetas y otras estrellas distantes, lo que nos lleva a considerar la posibilidad de que este modelo podría ser potencialmente aplicable a otras estrellas con manchas estelares», afirma Bin Chen, coautor del estudio y profesor asociado de física en NJIT-CSTR.
Las implicaciones de esta perspicacia son de gran alcance, ya que relaciona el comportamiento de nuestro Sol con las actividades magnéticas de otras estrellas. Esta conexión podría llevar a los astrofísicos a reconsiderar sus modelos actuales de actividad magnética estelar, lo que podría conducir a una mejor comprensión de los fenómenos que ocurren en estrellas más allá de nuestro sistema solar.
El equipo de investigación, que incluyó científicos de instituciones como la Universidad de Glasgow y el Observatorio Nacional de Radioastronomía, utilizó observaciones avanzadas de espectroscopía de imagen de radio del Karl G. Jansky Very Large Array.
El estudio se publica en la revista Nature Astronomy.
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