Los estallidos de partículas energéticas que salen del sol y pueden interrumpir las comunicaciones espaciales pueden ser aún más variados y numerosos de lo que se pensaba anteriormente, según los resultados del sobrevuelo del sol más cercano.
Los nuevos hallazgos, que nos ayudan a comprender la actividad del sol y, en última instancia, podrían proporcionar una alerta temprana para las tormentas solares, provienen de uno de los cuatro conjuntos de instrumentos a bordo de la sonda solar Parker de la NASA, una nave espacial que ha completado sus primeros pases cerca del ardiente orbeLos resultados de las cuatro suites aparecen hoy en un conjunto de artículos publicados en la revista Naturaleza .
El hallazgo de que estos eventos de partículas energéticas son más variados y numerosos que los conocidos anteriormente fue uno de los varios descubrimientos realizados por el conjunto de instrumentos conocido como Investigación Científica Integrada del Sol ISOIS, un proyecto liderado por la Universidad de Princeton que involucra a múltiples institucionesasí como la NASA.
"Este estudio marca un hito importante con el reconocimiento de la humanidad del entorno cercano al sol", dijo David McComas, investigador principal del conjunto de instrumentos ISOIS, profesor de ciencias astrofísicas de Princeton y vicepresidente del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton."Proporciona las primeras observaciones directas del entorno de partículas energéticas en la región justo por encima de la atmósfera superior del sol, la corona".
"Ver estas observaciones ha sido un 'momento eureka' continuo", dijo McComas. "Cada vez que recibimos nuevos datos de la nave espacial, estamos presenciando algo que nadie ha visto antes. ¡Eso es casi tan bueno como parece!"
ISOIS busca descubrir cómo las partículas se mueven tan rápido y qué las empuja a acelerar. Los científicos que buscan estas respuestas incluyen miembros del equipo ISOIS en el Instituto de Tecnología de California Caltech, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins APL, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, la Universidad de New Hampshire, el Instituto de Investigación del Suroeste, la Universidad de Delaware y la Universidad de Arizona, así como colaboradores en la Universidad de California-Berkeley, Imperial College London,la Universidad de Michigan, el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Centro Nacional de Investigación Científica en Francia.
Las partículas altamente energéticas pueden interrumpir las comunicaciones y los satélites de los sistemas de posicionamiento global GPS. Estas corrientes de partículas, formadas principalmente por protones, tienen dos fuentes. La primera es desde fuera de nuestro sistema solar, generada cuando las estrellas en explosión liberan corrientes de partículas conocidascomo rayos cósmicos. El otro es nuestro Sol. Ambos pueden dañar los sistemas eléctricos de las naves espaciales y son formas de radiación que pueden dañar la salud de los astronautas.
Estas partículas energéticas vuelan mucho más rápido que el viento solar, que es el flujo de aproximadamente un millón de millas por hora de gas caliente cargado eléctricamente que expulsa el sol. Si el viento solar fuera una corriente, las partículas energéticas serían peces quesalta y salta por delante del flujo. Las partículas viajan a lo largo de las vías, llamadas tubos de flujo magnético, que se extienden desde la corona hacia el viento solar.
Comprender estas partículas podría mejorar los pronósticos del clima espacial y advertir con anticipación sobre las tormentas masivas que pueden interrumpir las comunicaciones terrestres y los viajes espaciales.
"La respuesta a las preguntas sobre cómo se forman y aceleran las partículas energéticas es increíblemente importante", dijo Ralph McNutt, quien supervisó la construcción de la energía más baja de los dos instrumentos de la suite y es el científico jefe en el Sector de Exploración Espacial en APL ".las partículas afectan nuestras actividades en la Tierra y nuestra capacidad de llevar a nuestros astronautas al espacio. Estamos haciendo historia con esta misión ".
Debido a su velocidad, las partículas actúan como una señal de alerta temprana para el clima espacial, dijo Jamey Szalay, un investigador asociado en el Departamento de Ciencias Astrofísicas de Princeton que lidera los esfuerzos de visualización de datos para ISOIS ". Estas partículas se están moviendo rápidamente, así que si hay una gran tormenta solar en camino, estas partículas son los primeros indicadores ".
La mayoría de los estudios previos de partículas energéticas solares se basaban en detectores ubicados en el espacio a la misma distancia del Sol que la Tierra, a 93 millones de millas del Sol. Para cuando las partículas llegan a esos detectores, es difícil rastrearlosde dónde vinieron, porque las partículas de varias fuentes han interactuado e mezclado.
"Es un poco como los autos que vienen de túneles y puentes llenos de gente y se extienden en las autopistas interestatales", dijo McComas. "Se aceleran a medida que se alejan, pero también se mezclan e interactúan de manera que es imposible saber quién esvino de donde a medida que te alejas más y más de las fuentes "
En sus primeros viajes alrededor del sol, la sonda solar Parker viajó dos veces más cerca del sol que cualquier nave espacial anterior. En su punto más cercano, la nave espacial tenía 14 millones de millas, o 35 radios solares, que son 17.5 anchosdel sol - desde la superficie de fuego.
Acercarse al sol es esencial para desentrañar cómo se forman estas partículas y ganar altas energías, dijo Eric Christian, investigador principal adjunto de ISOIS y científico investigador de la NASA Goddard. "Es como tratar de medir lo que está sucediendo enuna montaña estudiando la base de la montaña. Para saber lo que está sucediendo, tienes que ir a donde está la acción: tienes que subir a la montaña ".
Una posible preocupación de los investigadores fue que el ciclo de actividad de 11 años del sol está actualmente bajo. Pero el bajo nivel de actividad resultó ser una ventaja.
"El hecho de que el sol estuviera en silencio nos permitió analizar eventos que están extremadamente aislados", dijo Nathan Schwadron, profesor de física y astronomía y director del centro de operaciones científicas ISOIS de la Universidad de New Hampshire ".eventos que no se han visto desde más lejos porque simplemente son golpeados por la actividad del viento solar ".
Durante sus dos primeras órbitas, ISOIS observó varios fenómenos fascinantes. Uno fue un estallido de actividad de partículas energéticas que coincidió con una eyección de masa coronal, una erupción violenta de partículas energizadas y magnetizadas de la corona. Antes de la eyección, ISOIS detectó unacumulación de partículas energéticas relativamente bajas, mientras que después de la expulsión hubo una acumulación de partículas energéticas altas. Estos eventos fueron pequeños y no detectables desde la órbita de la Tierra.
Otra observación de ISOIS fue la actividad de partículas que indica una especie de atasco de viento solar, que ocurre cuando el viento solar se ralentiza repentinamente, haciendo que el viento solar de rápido movimiento se acumule detrás de él y forme una región comprimida de partículas.que los astrofísicos llaman una región de interacción co-giratoria, ocurrió más allá de la órbita de la Tierra y envió partículas de alta energía hacia el sol, donde fueron observadas por ISOIS.
Los investigadores están ansiosos por comprender los mecanismos por los cuales el sol acelera las partículas a altas velocidades. La detección de ISOIS de la identidad de cada partícula, ya sea hidrógeno, helio, carbono, oxígeno, hierro u otro elemento, ayudará a los investigadores a explorar más a fondo esto.pregunta.
"Hay dos tipos de mecanismos de aceleración, uno que ocurre en las erupciones solares cuando los campos magnéticos se reconectan, y otro que ocurre cuando se producen choques y compresiones del viento solar, pero los detalles de cómo causan la aceleración de partículas no son tan buenosentendido ", dijo Mark Wiedenbeck, científico principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que supervisó el desarrollo del instrumento de mayor energía en el conjunto ISOIS." La composición de las partículas es un diagnóstico clave para indicarnos el mecanismo de aceleración ".
ISOIS hizo su tercer cepillado por el sol el 1 de septiembre, y hará el próximo el 29 de enero de 2020. A medida que la misión continúa, el satélite realizará un total de 24 órbitas, cada vez más cerca de la superficie solar, hasta que esté aproximadamente a cinco anchos del sol de la estrella. Los investigadores esperan que los futuros sobrevuelos revelen información sobre la fuente de las partículas energéticas. ¿Comienzan como "partículas de semillas" que llegan a alcanzar energías más altas?
Jamie Sue Rankin, investigadora postdoctoral en Princeton que trabaja en el grupo McComas, comenzó a trabajar en el instrumento ISOIS de mayor energía como estudiante graduado en Caltech.
"Ha sido genial ver que todo este proceso se desarrolló durante la última década", dijo Rankin. "Es como surfear una ola: construimos estos instrumentos, nos aseguramos de que funcionaran, hicimos ajustes para asegurarnos de que las calibraciones fueran correctas".- Y ahora viene la parte emocionante, respondiendo las preguntas que nos propusimos abordar.
"Con cualquier nave espacial, cuando sales al espacio, crees que sabes qué esperar, pero siempre hay sorpresas maravillosas que complican nuestras vidas de la mejor manera", dijo. "Eso es lo que nos mantiene haciendo lo que hacemoshacer."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Catherine Zandonella. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :