es.wedoany.com Noticia: La sonda solar Parker (Parker Solar Probe) de la NASA detectó protones de alta energía con niveles muy superiores a los previstos por los modelos existentes al atravesar la lámina de corriente heliosférica (heliospheric current sheet) durante su perihelio. Liderado por Mihir Desai del Southwest Research Institute, en colaboración con James Drake, Marc Swisdak y Zhiyu Yin del Institute for Research in Electronics and Applied Physics de la Universidad de Maryland (University of Maryland), se confirmó que la fusión de islas magnéticas durante el proceso de reconexión magnética es el mecanismo de aceleración. El análisis correspondiente se publicó en The Astrophysical Journal Letters. El nivel de energía de los protones detectados es aproximadamente mil veces superior a la energía magnética disponible por partícula prevista por los modelos existentes.
La lámina de corriente heliosférica es una enorme superficie retorcida en el viento solar donde el campo magnético solar invierte su polaridad. Al atravesar esta lámina durante su perihelio, la sonda Parker se sumergió en la corona solar, donde la lámina de corriente es más estrecha y de estructura más compleja que la observada en el viento solar cercano a la Tierra. En la región de estela aguas abajo del evento de reconexión magnética, las líneas de campo magnético se rompen y reconectan, liberando energía que se distribuye en el plasma circundante. La sonda Parker detectó protones atrapados con energías de hasta aproximadamente 400 keV, confinados dentro de estructuras de islas magnéticas formadas en la estela de la reconexión. El proceso de fusión de islas magnéticas —donde estos bucles de campo magnético cerrados interactúan y se combinan— parece ser el mecanismo que acelera los protones hasta las energías observadas.
La diferencia de mil veces entre las predicciones del modelo y las mediciones de la sonda Parker constituye la clave de la interpretación. La reconexión magnética como mecanismo de aceleración de partículas no es un concepto nuevo; se sabe que este proceso contribuye teóricamente a la aceleración de partículas cargadas en una variedad de entornos astrofísicos. Sin embargo, no se había previsto anteriormente que la ganancia de energía en la estela de reconexión cercana al Sol pudiera alcanzar este nivel mediante la fusión de islas magnéticas.
Los modelos actuales de partículas energéticas solares (solar energetic particles) suelen atribuir los eventos de mayor energía a ondas de choque a gran escala, como los frentes de choque impulsados por eyecciones de masa coronal (coronal mass ejections) y las ondas de choque formadas en regiones de interacción co-rotante (co-rotating interaction regions). La reconexión en la lámina de corriente se consideraba, como máximo, un contribuyente secundario capaz de generar partículas de energía media. Los datos de la sonda Parker indican que este panorama necesita ser revisado: los protones producidos por el mecanismo de fusión de islas magnéticas tienen suficiente energía para desafiar el límite entre la aceleración por reconexión y la aceleración por ondas de choque.
Este hallazgo también proporciona nuevas pistas sobre el problema del calentamiento coronal. La temperatura de la corona puede alcanzar millones de grados Celsius, mientras que la fotosfera tiene unos 5500 °C; la fuente de energía que mantiene este gradiente aún no se ha determinado por completo. Si la reconexión en la lámina de corriente está generando partículas con las energías medidas por la sonda Parker, también está depositando energía en el plasma circundante a una tasa posiblemente superior a la supuesta por los modelos. La energía que ingresa a la aceleración de partículas mediante la fusión de islas magnéticas proviene necesariamente del campo magnético, y su seguimiento puede ayudar a restringir la contribución de la reconexión al calentamiento coronal general.
La sonda solar Parker ha completado más de veinte pasajes de perihelio. La travesía de la lámina de corriente heliosférica que proporcionó los datos para este estudio es repetible, y el equipo puede buscar características de islas magnéticas en más eventos y verificar si la energía de las partículas observadas es una característica consistente. El Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency, ESA) proporciona mediciones complementarias a una distancia ligeramente mayor, y la comparación del mismo grupo de partículas por ambas naves ayudará a determinar las características cerca de la fuente y la contribución de las variaciones en el viento solar intermedio.
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