Los investigadores han logrado un avance significativo en la física solar al proporcionar la primera evidencia directa de ondas torsionales de Alfvén a pequeña escala en la corona del Sol. Durante mucho tiempo se ha sospechado que estas ondas magnéticas desempeñan un papel crucial en el calentamiento de la atmósfera exterior del Sol. Los hallazgos, publicados en Naturaleza Astronomíase lograron utilizando el Telescopio Solar Daniel K. Inouye, un poderoso instrumento operado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) en Hawaii. Este avance podría ayudar a explicar por qué la corona alcanza temperaturas de millones de grados, mientras que la superficie del Sol ronda los 5.500°C.
Entendiendo las ondas de Alfvén
Las ondas de Alfvén, identificadas como vibraciones magnéticas que viajan a través del plasma, fueron predichas por primera vez por el premio Nobel Hannes Alfvén en 1942. Aunque anteriormente se han observado ondas de Alfvén más grandes y asociadas con erupciones solares, esta observación marca la primera detección de ondas de torsión más pequeñas y continuamente presentes que podrían servir como fuente continua de energía para el sol. El profesor Richard Morton, miembro del UKRI Future Leader en la Universidad de Northumbria, dirigió la investigación y destacó la importancia de este hallazgo. «Este descubrimiento pone fin a una larga búsqueda que se inició en los años 40. Finalmente hemos podido observar directamente estos movimientos de torsión, en los que las líneas del campo magnético en la corona giran hacia adelante y hacia atrás», afirmó.
Avance tecnológico
El avance fue posible gracias a tecnologías innovadoras desarrolladas para el Telescopio Solar Daniel K. Inouye, específicamente el espectropolarímetro criogénico del infrarrojo cercano (Cryo-NIRSP). Reconocido como el instrumento más avanzado jamás construido para estudiar la corona solar, Cryo-NIRSP permite a los científicos detectar estructuras finas en la atmósfera solar y medir pequeños movimientos del plasma. El espejo de cuatro metros del telescopio, que es cuatro veces más grande que cualquier telescopio solar anterior, amplía enormemente sus capacidades.
Sigue el hierro sobrecalentado
Durante la fase de prueba del telescopio, el profesor Morton dispuso de tiempo de observación, durante el cual su equipo detectó hierro en la corona que se había calentado hasta 1,6 millones de grados centígrados. Utilizaron nuevos métodos de análisis de datos para identificar las elusivas ondas onduladas. Morton aclaró: «El movimiento del plasma en la corona del Sol está dominado por movimientos oscilantes que oscurecen los movimientos de torsión, por lo que tuve que desarrollar un método para filtrar el balanceo y revelar la torsión».
A diferencia de las ondas de «pandeo» más reconocibles que provocan el balanceo visible de estructuras magnéticas enteras, las ondas torsionales de Alfvén dan como resultado movimientos de torsión sutiles que sólo pueden detectarse mediante métodos espectroscópicos. Esto requiere medir el movimiento del plasma hacia y desde la Tierra, lo que crea cambios característicos de rojo y azul a ambos lados de las estructuras magnéticas.
Implicaciones para la dinámica solar
Este descubrimiento aumenta la comprensión de la dinámica atmosférica del Sol. La corona, visible durante los eclipses solares totales, puede alcanzar más de un millón de grados Celsius, lo suficientemente caliente como para expulsar las partículas cargadas que forman el viento solar que impregna el sistema solar. La colaboración internacional involucró a instituciones como la Universidad de Pekín, KU Leuven y la Universidad Queen Mary de Londres, lo que refleja un amplio compromiso global con la investigación solar.
Comprender las ondas de Alfvén también tiene implicaciones prácticas para predecir el clima espacial. El viento solar puede provocar perturbaciones magnéticas que perturban el GPS, los satélites y las redes eléctricas de la Tierra. Las ondas recientemente observadas podrían iluminar aún más fenómenos como los «retrocesos magnéticos», ráfagas de energía en el viento solar detectadas recientemente por la sonda solar Parker de la NASA. El profesor Morton afirmó: «Esta investigación proporciona una validación esencial para los modelos teóricos que describen cómo la turbulencia de las ondas de Alfvén impulsa la atmósfera solar».
Direcciones futuras
El equipo de investigación espera que estos hallazgos conduzcan a más investigaciones sobre cómo se comportan estas ondas y propagan la energía dentro de la corona. Ahora que el Cryo-NIRSP es capaz de proporcionar espectros de alta calidad, ahora están disponibles nuevas vías para estudiar la física de las ondas en la atmósfera solar. Esta investigación fue financiada con fondos de las becas para futuros líderes de UKRI, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el programa Horizonte Europa de la Unión Europea.
Esta es la tercera publicación del profesor Morton este año sobre las ondas de Alfvén. Los trabajos anteriores de 2025 incluyeron artículos sobre ondas coronales alfvénianas de alta frecuencia y sobre el origen de las ondas coronales alfvénianas, lo que contribuyó aún más al creciente campo de la investigación solar.
