Científicos exploran por primera vez los campos magnéticos en la atmósfera solar superior

Científicos han explorado, por primera vez, el campo magnético en la atmósfera solar superior y han observado la polarización de la luz ultravioleta del Sol, lo que abriría una nueva ventana para la investigación de la física solar.

El equipo logró esto analizando los datos tomados por el experimento del cohete del sondeo de CLASP durante su vuelo de cinco minutos en el espacio, realizado el 3 de septiembre de 2015. Los datos demuestran que las estructuras de la cromosfera solar y de la región de transición son más complicadas que esperadas. Ahora que se ha demostrado que funciona la espectropolarimetría ultravioleta, el método utilizado en el proyecto CLASP puede utilizarse en investigaciones futuras de los campos magnéticos en la cromosfera superior y la región de transición para comprender mejor la actividad en la atmósfera solar.

Al analizar las características de la luz del Sol, los astrónomos pueden determinar cómo se ha emitido y dispersado en la atmósfera solar, y así determinar sus condiciones. Debido a que se cree que los campos magnéticos desempeñan un papel importante en diversos tipos de actividad solar, se han hecho muchas mediciones precisas de los campos magnéticos en la superficie solar ('fotosfera'), pero no muchas observaciones han medido los campos magnéticos en la atmósfera solar sobre la superficie.

Mientras que la luz visible es emitida desde la 'fotosfera', la luz ultravioleta (UV) se emite y se dispersa en las partes de la atmósfera solar conocida como la cromosfera y la región de transición. CLASP es un proyecto para investigar los campos magnéticos en la cromosfera superior y la región de transición, utilizando la línea de hidrógeno Lyman-a en UV.

El equipo internacional utilizó datos del espectropolarímetro CLASP, un instrumento que proporciona información detallada sobre la longitud de onda (color) y la polarización (orientación de las ondas de luz) para la luz que pasa a través de una hendidura delgada.

Los investigadores descubrieron que la línea de Lyman-a del hidrógeno del Sol está realmente polarizada. Algunas de las características de polarización coinciden con las predichas por los modelos de dispersión teórica. Sin embargo, otros son inesperados, lo que indica que las estructuras de la cromosfera superior y la región de transición son más complicadas de lo esperado. En particular, el equipo descubrió que la polarización variaba en una escala espacial de 10 a 20 arcsec (un centésimo; un quincuagésimo del radio solar).

Además del proceso de dispersión, los campos magnéticos también pueden afectar a la polarización. Para investigar si la polarización medida fue afectada por el campo magnético, el equipo observó tres rangos de longitudes de onda diferentes: el núcleo de la línea Lyman-a del hidrógeno (121.567 nm), cuya polarización es afectada incluso por un campo magnético débil; una línea de emisión de silicio ionizado (120,65 nm) cuya polarización sólo se ve afectada por un campo magnético relativamente fuerte; y el ala de la línea espectral de Lyman-a del hidrógeno, que no es sensible a los cambios de polarización inducidos magnéticamente.

El equipo analizó estas tres polarizaciones sobre cuatro regiones sobre la superficie solar con diferentes flujos magnéticos. Los resultados demostraron que las grandes desviaciones de la polarización de dispersión esperada en el núcleo de Lyman-a y la línea de silicio son, de hecho, debido a los campos magnéticos, debido a que la polarización del ala Lyman-a permanece casi constante.

Estos resultados de época son los primeros en mostrar directamente que los campos magnéticos existen en la región de transición. También demuestran que la espectropolarimetría ultravioleta es eficaz en el estudio de campos magnéticos solares. Por otra parte, estos resultados han demostrado que los experimentos de sondeo de cohetes como CLASP pueden desempeñar un papel importante en el pionero de nuevas técnicas, a pesar de que son de pequeña escala y a corto plazo en comparación con los satélites.

El doctor Ryoko Ishikawa, científico del proyecto del equipo japonés de CLASP, describe la importancia de los resultados. "La observación exitosa de la polarización indicativa de los campos magnéticos en la cromosfera superior y la región de transición significa que la espectropolarimetría ultravioleta ha abierto una nueva ventana a tales campos magnéticos solares, permitiéndonos ver nuevos aspectos del Sol", explica.

Los resultados de la investigación aparecen publicadas en el 'Astrophysical Journal Letters', de los números de abril y mayo de 2017.

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