Mientras el mundo ha estado lidiando con la pandemia de coronavirus, los investigadores del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái (IfA) han estado trabajando arduamente estudiando la corona solar, la atmósfera más externa del sol que se expande hacia el espacio interplanetario. Esta corriente de partículas cargadas que irradian desde la superficie del sol se llama viento solar y se expande para llenar todo el sistema solar.

Las propiedades de la corona solar son una consecuencia del complejo campo magnético del sol, que se produce en el interior solar y se extiende hacia el exterior. Un nuevo estudio del estudiante graduado de IfA Benjamin Boe, publicado el miércoles 3 de junio en el Astrophysical Journal, utilizó observaciones de eclipses solares totales para medir la forma del campo magnético coronal con mayor resolución espacial y en un área más grande que nunca.

La corona se ve más fácilmente durante un eclipse solar total, cuando la luna está directamente entre la Tierra y el sol, bloqueando la superficie brillante del sol. Los avances tecnológicos significativos en las últimas décadas han cambiado gran parte del enfoque a observaciones basadas en el espacio en longitudes de onda de luz no accesibles desde el suelo, o a grandes telescopios basados en tierra, como el Telescopio Solar Daniel K. Inouye en Maui. A pesar de estos avances, algunos aspectos de la corona solo se pueden estudiar durante los eclipses solares totales.

Es por eso que la asesora de Boe y experta en investigación coronal, Shadia Habbal, ha liderado un grupo de cazadores de eclipses que realizan observaciones científicas durante los eclipses solares durante más de 20 años. Los llamados «sherpas de viento solar» viajan por el mundo persiguiendo eclipses solares totales, transportando instrumentos científicos sensibles en aviones, helicópteros, automóviles e incluso caballos para llegar a los lugares óptimos. Estas observaciones de eclipses solares han dado lugar a avances en la revelación de algunos de los secretos de los procesos físicos que definen la corona.

«La corona se ha observado con eclipses solares totales durante más de un siglo, pero nunca antes se habían utilizado imágenes de eclipses para cuantificar su estructura de campo magnético», explicó Boe, «Sabía que sería posible extraer mucha más información aplicando técnicas modernas de procesamiento de imágenes a los datos de eclipses solares.»Boe trazó el patrón de distribución de las líneas de campo magnético en la corona, utilizando un método de trazado automático aplicado a imágenes de la corona tomadas durante 14 eclipses en las últimas dos décadas. Estos datos proporcionaron la oportunidad de estudiar los cambios en la corona a lo largo de dos ciclos magnéticos de 11 años del sol.

Boe encontró que el patrón de las líneas de campo magnético coronal es altamente estructurado, con estructuras vistas a escalas de tamaño hasta el límite de resolución de las cámaras utilizadas para las observaciones. También vio que el patrón cambiaba con el tiempo. Para cuantificar estos cambios, Boe midió el ángulo del campo magnético relativo a la superficie del sol.

Durante períodos de actividad solar mínima, el campo de la corona emanaba casi directamente del sol cerca del ecuador y los polos, mientras que salía en una variedad de ángulos en latitudes medias. Durante el máximo de actividad solar, por otro lado, el campo magnético coronal estaba mucho menos organizado y más radial.

«Sabíamos que habría cambios a lo largo del ciclo solar», comentó Boe, «pero nunca esperábamos cuán extendido y estructurado sería el campo coronal. Los modelos futuros tendrán que explicar estas características para comprender completamente el campo magnético coronal.»

Estos resultados desafían los supuestos actuales utilizados en el modelado coronal, que a menudo asumen que el campo magnético coronal es radial más allá de 2,5 radios solares. En cambio, este trabajo encontró que el campo coronal a menudo no era radial a al menos cuatro radios solares.

Este trabajo tiene implicaciones adicionales en otras áreas de la investigación solar, incluida la formación del viento solar, que impacta en el campo magnético de la Tierra y puede tener efectos en el suelo, como cortes de energía.

«Estos resultados son de particular interés para la formación de viento solar. Indica que las ideas principales sobre cómo modelar la formación del viento solar no están completas, por lo que nuestra capacidad para predecir y defenderse contra el clima espacial puede mejorarse», dijo Boe.

El equipo ya está planeando sus próximas expediciones de eclipse, con la próxima programada para Sudamérica en diciembre de este año.

Los resultados se publican en el número del 3 de junio de the Astrophysical Journal, y también están disponibles en forma de preimpresión en arXiv.