Las sondas espaciales que orbitan el Sol han permitido a los astrofísicos resolver una pregunta que lleva décadas sin respuesta: de dónde proviene la energía que calienta y acelera el viento solar.
Un misterio de hace décadas. El viento solar es un flujo constante de partículas cargadas que escapa del Sol. Es lo que causa las auroras al chocar con la atmósfera de nuestro planeta y, en episodios intensos, las tormentas solares que afectan a las comunicaciones por satélite y ponen en riesgo a los astronautas.
Después de abandonar la corona (la capa exterior del Sol), el viento solar debería enfriarse y desacelerarse a medida que se expande, como esperamos de un gas en expansión. Pero décadas de observaciones han demostrado que no se enfría tan rápido como debería, y que acelera hasta alcanzar velocidades de 1,8 millones de km/h. Hay algo más calentándolo y acelerándolo una vez que abandona el Sol.
Las sondas que orbitan el Sol. Estados Unidos y Europa lanzaron en 2018 y 2020 dos naves espaciales dedicadas a estudiar el Sol. La Sonda Solar Parker de la NASA orbita muy cerca de la estrella, en los bordes más externos de la corona solar, lo que le ha valido el honor de ser el objeto más rápido hecho por humanos.
La Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea está más lejos, pero precisamente eso es lo que ha permitido a los científicos resolver el misterio: comparar las mediciones de ambas naves mientras atravesaban el mismo flujo de viento solar, solo que en diferentes momentos y distancias al Sol.
Las ondas de Alfvén. Para entender los resultados, hay que entender primero las ondas de Alfvén. Cuando un gas se calienta a temperaturas extraordinarias, como las de la atmósfera del Sol, entra en un estado electrificado conocido como plasma, que responde a los campos magnéticos. Esto permite que se formen ondas magnetohidrodinámicas, ondas que se propagan a través de las líneas de campo magnético de un plasma magnetizado, como el que se encuentra en el viento solar.
Estas ondas, que almacenan energía y pueden transportarla de manera eficiente a través de un plasma, fueron predichas por el físico sueco Hannes Alfvén en 1942, quien años tarde recibió el Premio Nobel de Física por su trabajo en este campo.
La solución al misterio. Una investigación que se publica hoy en la revista Science encontró que las ondas de Alfvén en el flujo del viento solar tienen una amplitud lo suficientemente grande como para aportar la energía necesaria para calentarlo y acelerarlo.
Al comparar las mediciones de ambas naves, los investigadores confirmaron que el viento solar se calentaba y aceleraba en concordancia con la energía que aportaban las ondas de Alfvén entre las distintas distancias. Estas ondas además se disipan a medida que el viento solar se aleja del Sol, lo que sugiere que parte de su energía se convierte en calor; calor que a su vez acaba calentando el viento solar.
Trabajo en equipo. Esta colaboración internacional entre la NASA y la ESA presenta pruebas directas de que las ondas de Alfvén, especialmente las de gran amplitud, desempeñan un papel clave en el calentamiento y la aceleración del viento solar, lo que explica por qué el flujo cargado del Sol no se enfría al alejarse de la estrella. Quizá Hannes Alfvén lo sospechara, pero solo ahora tenemos pruebas. Y todo gracias al trabajo en equipo de las dos agencias espaciales.
