Astrónomos dan una nueva explicación para los "vacíos oscuros en forma de dedo" que se observan en algunas erupciones solares

En enero de 1999, los científicos observaron extraños movimientos dentro de una erupción solar. A diferencia de las emisiones típicas que muestran energía brillante saliendo de nuestro astro, ese fenómeno presentaba un flujo de movimiento hacia abajo, como si el material estuviera cayendo hacia el Sol. Al describirlo como "vacíos oscuros que se mueven hacia abajo", los astrónomos se preguntaban qué estaban viendo exactamente.

Ahora, un equipo de investigadores ofrece una nueva explicación para los flujos descendentes poco conocidos, denominados por la comunidad científica como 'flujos descendentes supra-arcadianos' (SAD). "Queríamos saber cómo se producen estas estructuras", afirmó Chengcai Shen, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) y autor principal del estudio, publicado este jueves en la revista Nature Astronomy, y describió las estructuras como "elementos oscuros en forma de dedo"

"Es como estirar una goma elástica"

Los científicos han asumido que los SAD están ligados a la reconexión magnética desde su descubrimiento en los años 1990. El proceso se produce cuando los campos magnéticos se rompen, liberando una radiación de movimiento rápido y extremadamente energética, y luego se reforman.

"En el Sol, lo que ocurre es que tienes muchos campos magnéticos que apuntan en todas las direcciones. Al final, los campos magnéticos se juntan hasta el punto de reconfigurarse y liberar una gran cantidad de energía en forma de erupción solar", explicó Kathy Reeves, astrónoma del CfA y coautora del estudio. "Es como estirar una goma elástica y cortarla por la mitad. Está estresada y estirada, así que se va a romper", detalló.

Los investigadores supusieron que los flujos descendentes oscuros eran signos de que los campos magnéticos rotos 'volvían a encajar' en el Sol después de una erupción solar. Sin embargo, se enfrentaron a un problema: la mayoría de los flujos descendentes observados por los científicos eran "desconcertantemente lentos", señaló Bin Chen, astrónomo del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey.

Según Chengcai Shen, "esto no lo predicen los modelos clásicos de reconexión, que muestran que los flujos descendentes deberían ser mucho más rápidos. Es un conflicto que requiere alguna otra explicación". 

¿Cómo se forman los flujos descendentes supra-arcade?

Para averiguar lo que ocurría, el equipo analizó las imágenes de los flujos descendentes captadas por el instrumento Atmospheric Imaging Assembly (AIA) a bordo del telescopio espacial Solar Dynamics Observatory de la NASA, que toma imágenes de nuestra estrella cada doce segundos en siete longitudes de onda de luz diferentes para medir las variaciones de la atmósfera solar.

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A continuación, el equipo realizó simulaciones en 3D de las erupciones solares y las compararon con las observaciones. Los resultados revelaron que, después de todo, la mayoría de los flujos descendentes supra-arcade no se generan por reconexión magnética. En cambio, se forman por sí solos en el entorno turbulento y son el resultado de la interacción de dos fluidos con densidades diferentes.

Kathy Reeves señaló que los investigadores estaban observando esencialmente lo mismo que sucede cuando se mezclan el agua y el aceite: las dos densidades de fluido diferentes son inestables y finalmente se separan. "Esos vacíos oscuros, en forma de dedos, son en realidad una ausencia de plasma. La densidad es mucho menor allí que el plasma circundante", dijo.

Ahora, el equipo tiene previsto seguir estudiando los SAD y otros fenómenos solares mediante simulaciones en 3D para comprender mejor la reconexión magnética y procesos que impulsan las erupciones solares, lo que podría ayudar a desarrollar herramientas para predecir el clima espacial y mitigar sus impactos.

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