Solar Orbiter rastrea el origen de los misteriosos «cambios de sentido» magnéticos: ESA
Paris, Francia, Europa.- La sonda espacial Solar Orbiter, liderada por la Agencia Espacial Europea (ESA), ha atravesado una curvatura en forma de «S» —conocida como *switchback* o «cambio de sentido»— en el campo magnético del viento solar. Al identificar las «huellas dactilares» de las partículas esquivas presentes en esta estructura, Solar Orbiter ha logrado rastrear su origen hasta la superficie del Sol, revelando nuevos detalles sobre el magnetismo solar: el impredecible causante de las peligrosas tormentas solares.
El Sol posee un campo magnético intenso y dinámico. Este campo no solo rige a la propia estrella, sino que también es arrastrado hacia el exterior a lo largo de sus líneas de campo por el viento solar, un flujo de partículas cargadas y calientes (plasma) que emana continuamente del Sol hacia el espacio. En su recorrido por el sistema solar, estas líneas pueden retorcerse, romperse o plegarse sobre sí mismas. El viento solar y sus dinámicas líneas de campo generan todo tipo de fenómenos fascinantes que podemos estudiar para comprender qué ocurre en nuestra estrella y a su alrededor.
En 2022, la ESA informó que Solar Orbiter había detectado una curvatura en el campo magnético del viento solar, denominada *switchback*. Aunque estas estructuras se han observado con frecuencia cerca del Sol, los científicos aún debaten cómo se forman. Gracias a sus observaciones, Solar Orbiter ayudó a resolver una parte de este rompecabezas al confirmar que estos *switchbacks* tienen forma de «S», algo que los científicos habían predicho pero que no se había observado directamente hasta ahora.
Ahora, la sonda espacial ha añadido otra pieza fundamental a este rompecabezas al rastrear un *switchback* hasta su origen en el Sol. «Solar Orbiter atravesó un *switchback* de gran tamaño», explica Jesse Coburn, del CNRS/LPP (Francia) y autor principal del nuevo estudio. «Esto nos permitió analizar partículas que rara vez se observan y que contienen las huellas reveladoras de su procedencia». No es una opción u otra, sino ambas
Para establecer esta conexión, Jesse y sus colegas utilizaron el instrumento Solar Wind Analyser (SWA) —analizador de viento solar— de la sonda Solar Orbiter para tomar muestras del plasma que compone el *switchback* (una inversión repentina en la dirección del campo magnético). En ese momento, la Solar Orbiter se encontraba aproximadamente a mitad de camino entre la Tierra y el Sol.
Descubrieron una mezcla de partículas cargadas de oxígeno y carbono que solo podría haberse formado de una manera: dentro de bucles de campo magnético calientes en la superficie del Sol.
«Existen dos teorías principales que compiten para explicar cómo se forma un *switchback* —y, por extensión, el viento solar—», añade Jesse. «La combinación específica de partículas detectada por la Solar Orbiter es la prueba irrefutable de un proceso de formación conocido como «reconexión por intercambio» (*interchange reconnection*)».
Este tipo de reconexión ocurre cuando interactúan zonas del Sol con propiedades magnéticas diferentes. En la atmósfera solar, las regiones abiertas presentan líneas de campo que se extienden hacia el exterior como autopistas, permitiendo que el material se desplace a gran velocidad a través de ellas hacia el espacio. Las regiones cerradas, por su parte, tienen líneas que inicialmente se proyectan hacia el espacio, pero luego se curvan de regreso al Sol, formando bucles cerrados. Cuando una región abierta interactúa con una cerrada, las líneas pueden agruparse, romperse y reconectarse de formas distintas, permitiendo que el plasma que antes estaba atrapado en un bucle escape hacia el espacio.
Eso es precisamente lo que ocurrió en este caso; pero eso no es todo. La teoría alternativa sobre la formación de los *switchbacks* implica procesos relacionados con ondas y turbulencias (el mismo tipo de ondas que, según ha descubierto la Solar Orbiter, desempeñan un papel fundamental en el calentamiento y la aceleración del viento solar). «Resulta emocionante observar indicios de estos fenómenos, aunque probablemente solo una vez que la estructura en zigzag —conocida como *switchback*— se adentra en el espacio», señala la coautora Stephanie Yardley, de la Universidad de Northumbria (Reino Unido). «Una vez que el *switchback* se aleja del Sol, las ondas y la turbulencia toman el control y determinan su movimiento».
«En conjunto, parece que ambos procesos —la reconexión por intercambio, por un lado, y las ondas y la turbulencia, por otro— intervienen en la formación y el desplazamiento de los *switchbacks* a través del espacio. Nuestro hallazgo reconcilia ambas explicaciones, al mostrar que simplemente actúan en etapas distintas de la vida de un *switchback*».
Para realizar este descubrimiento, los investigadores estudiaron observaciones *in situ* de las partículas que componen los *switchbacks* —obtenidas mediante el instrumento SWA de la sonda Solar Orbiter—, analizaron imágenes del disco solar y modelaron los campos magnéticos tanto del Sol como del espacio circundante. Desarrollaron un nuevo modelo para determinar el origen del plasma; este modelo vinculó las mediciones de la sonda Solar Orbiter con los datos del Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASA, revelando así la fuente solar de los *switchbacks* con un nivel de detalle sin precedentes.
