Una posible fuente de energía para el viento solar

Usando datos de un antiguo satélite de la Nasa, investigadores han encontrado signos de una fuente de energía en el viento solar que ha captado la atención de los científicos teóricos de fusión nuclear. Estas evidencias podrán ser refutadas en un plazo de una década cuando se lance una nueva sonda al Sol para una observación más detallada.

Características generales del viento solar

Características generales del viento solar

Ese descubrimiento se ha realizado por un grupo de astrónomos intentando resolver un misterio de varias décadas: ¿qué calienta y acelera el viento solar?. El viento solar es un flujo de partículas, básicamente núcleos de hidrógeno y helio con electrones, es decir, es un plasma muy poco denso. Tras abandonar las capas altas de la atmósfera del sol sufre una aceleración y calentamiento, triplicando su velocidad en su paso por la corona solar, por lo que debe existir una causa para esa fuente de energía adicional del plasma tras abandonar las altas capas atmosféricas del sol.

El encontrar esa causa ha sido un objetivo para investigadores durante décadas. En los años 70s y 80s, observaciones por dos satélites solares obtuvieron indicios de una posible explicación al fenómeno por cuestiones relacionadas con ondas magnetohidrodinámicas y calentamiento turbulento.

La sonda espacial Wind es un satélite antiguo de la Nasa, lanzado en 1994, su grabación de datos la sigue haciendo en rollos de bandas magnéticas (ya así fue construido), sin embargo sigue funcionando a la perfección y produciendo una recogida de datos de excelente calidad.

Recreación artística de la sonda Wind realizando observaciones del viento solar. Crédito: NASA

Recreación artística de la sonda Wind realizando observaciones del viento solar. Crédito: NASA

Los datos procesados de la sonda parecen indicar que la fuente de energía en el viento solar son las “ondas ion ciclotrón”. Las ondas ion ciclotrón son producidas por protones que circulan a una determinada frecuencia alrededor del campo magnético solar. De acuerdo con la teoría desarrollada por Phil Isenberg (Universidad de New Hamshire) y ampliada por Vitaly Galinsky y Valentin Shevchenko (Universidad de San Diego), las ondas ion ciclotrón emanan del sol, atravesando el viento solar pueden calentar el gas a millones de grados y acelerar el flujo de partículas a los millones de km por hora.

Además de esta adicción de energía, las ondas ion ciclotrón pueden explicar algunas propiedades extrañas al viento solar. Por ejemplo, los elementos más pesados se mueven con mayor velocidad que los más ligeros, lo cual es anti-intuitivo, lo cual se explica debido a que los iones pesados realizan una muy buena resonancia con estas ondas, por lo ganarían mas energía en comparación que las partículas ligeras.

El comportamiento de los iones pesados en el viento solar llama la atención de los investigadores de fusión. En los reactores de fusión de la Tierra, uno de los grandes problemas es la contaminación por iones pesados, los que irradian calor y consiguen enfriar el plasma debido a este procedimiento. El comportamiento de las ondas ion ciclotrón en el viento solar podría ser estudiado para intentar revertir su acción en los reactores de fusión terrestres.

Sin embargo, aun no está todo explicado. Se necesitan observaciones para estudiar el comportamiento de  las ondas ion ciclotrón en donde el viento solar comienza su andadura, en las capas más altas de la atmósfera solar. La Solar Probe Plus, cuyo lanzamiento se espera para 2018, podría profundizar en estos asuntos. La principal característica de esta sonda es la gran cercanía, a unos 7 millones de km, del sol. Este gran acercamiento hace soportar a la sonda temperaturas mayores de 1700 K y poder recibir enormes niveles de radiación, nunca antes soportados por ninguna otra sonda construida.

[Referencias: Sensitive Test for Ion-Cyclotron Resonant Heating in the Solar Wind. Justin C. Kasper, Bennett A. Maruca, Michael L. Stevens, and Arnaud Zaslavsky. American Physical Society,s New Journal. Basado en Solar Wind Energy Source Discovered]

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