Solar Orbiter descubre el origen de un misterioso pliegue magnético del viento solar
La sonda de la ESA ha rastreado hasta la atmósfera solar el origen de una estructura magnética en forma de S. El análisis de sus partículas aporta nuevas pruebas sobre la formación de estos misteriosos pliegues y su evolución a través del espacio.
El viento solar fluye constantemente desde nuestra estrella y arrastra consigo un campo magnético que se extiende por todo el sistema solar. En ocasiones, ese campo experimenta bruscas desviaciones y se pliega sobre sí mismo, formando estructuras que pueden invertir temporalmente su dirección. Estos extraños fenómenos, conocidos como switchbacks, llevan años desconcertando a los científicos por su origen y su posible influencia en el comportamiento del plasma solar.
Ahora, la misión Solar Orbiter, desarrollada por la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la NASA, ha conseguido rastrear una de estas estructuras hasta su lugar de nacimiento en el Sol. La nave atravesó un gran pliegue magnético y analizó las partículas que contenía, encontrando una huella que apunta directamente a un proceso de reconexión magnética en la atmósfera de nuestra estrella.
El descubrimiento, presentado en un estudio publicado en Nature Astronomy y dirigido por Jesse Coburn, del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS), aporta nuevas pruebas sobre el origen de estas perturbaciones. También permite relacionar dos mecanismos que hasta ahora competían por explicar su formación.
Una huella química que conduce hasta la corona solar
Los switchbacks son desviaciones repentinas del campo magnético transportado por el viento solar, una corriente de partículas cargadas que escapa continuamente de la estrella. En determinadas circunstancias, estas alteraciones forman pliegues semejantes a una S y provocan que la dirección local del campo cambie bruscamente antes de recuperar su orientación habitual.
En 2022, Solar Orbiter consiguió observar por primera vez desde la distancia una de estas estructuras en la corona solar, confirmando una geometría que los modelos teóricos habían anticipado. Sin embargo, todavía quedaba una cuestión fundamental por resolver. ¿Se originan estos pliegues cerca de la superficie del Sol o aparecen posteriormente, cuando el viento solar ya se desplaza por el espacio?
La oportunidad de investigar su procedencia llegó cuando la nave atravesó una estructura especialmente grande mientras se encontraba aproximadamente a mitad de camino entre la Tierra y el Sol. Su instrumento Solar Wind Analyser (SWA), diseñado para estudiar las partículas del viento solar, permitió analizar directamente el plasma de su interior.
Los investigadores encontraron una combinación característica de iones de oxígeno y carbono. Estas partículas conservaban señales de haber pasado por condiciones de temperatura propias de los arcos magnéticos calientes de la atmósfera solar. Su composición ofrecía una pista decisiva para reconstruir el lugar donde se había originado la perturbación.
El equipo combinó las mediciones de Solar Orbiter con imágenes solares, simulaciones del campo magnético y observaciones del Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA. A partir de esos datos desarrolló un modelo capaz de relacionar el plasma detectado lejos de la estrella con su región de procedencia.
El resultado apunta a la reconexión magnética por intercambio, un proceso mediante el cual las líneas del campo magnético solar modifican sus conexiones y liberan parte de la energía almacenada.
Dos mecanismos para explicar un mismo fenómeno
La atmósfera del Sol contiene regiones con configuraciones magnéticas muy diferentes. Algunas líneas de campo permanecen abiertas y se extienden hacia el espacio interplanetario, permitiendo que el plasma escape. Otras forman grandes arcos cerrados que regresan a la superficie solar y mantienen material confinado en su interior.
Cuando ambas configuraciones entran en contacto, las líneas pueden reorganizarse mediante reconexión magnética. Durante este proceso, parte del plasma atrapado encuentra una vía de salida hacia el espacio y se libera energía. La perturbación resultante puede generar un pliegue que se propaga a lo largo del campo magnético y acaba incorporándose al viento solar.
La composición de las partículas observadas por Solar Orbiter constituye una prueba especialmente sólida de que este mecanismo intervino en el nacimiento de la estructura estudiada.
Durante años, otra explicación había cobrado fuerza entre los especialistas. Según esta hipótesis, las ondas y la turbulencia presentes en el viento solar pueden generar o modificar las desviaciones magnéticas a medida que el plasma se aleja de la estrella.
El nuevo trabajo encuentra indicios de ambos procesos, aunque actuando en momentos diferentes. La reconexión magnética explicaría el nacimiento del pliegue cerca del Sol, mientras que las ondas y la turbulencia contribuirían a su evolución posterior durante el viaje por el espacio.
Stephanie Yardley, investigadora de la Universidad de Northumbria y coautora del estudio, considera que esta interpretación permite reconciliar las dos explicaciones. Los mecanismos podrían intervenir en distintas etapas de la vida de un mismo switchback, desde su formación en la corona hasta su propagación por el medio interplanetario.
El resultado ofrece una explicación detallada del episodio observado y abre la posibilidad de comprobar hasta qué punto este comportamiento se reproduce en otras perturbaciones magnéticas.
Nuevas claves para comprender el viento solar y la meteorología espacial
El interés científico de estos pliegues magnéticos va más allá de su peculiar geometría. Su estudio puede ayudar a comprender cómo el Sol libera energía, calienta su atmósfera exterior y acelera las partículas que terminan formando el viento solar.
La investigación demuestra además que el plasma conserva información sobre las condiciones de su región de origen. Incluso después de recorrer millones de kilómetros, determinadas características de sus partículas permiten reconstruir procesos ocurridos mucho antes en la atmósfera solar.
Esta capacidad resulta especialmente valiosa para estudiar la meteorología espacial. El viento solar conecta permanentemente nuestra estrella con los planetas y participa en las interacciones que afectan a la magnetosfera terrestre. Comprender mejor su dinámica contribuye a perfeccionar el conocimiento científico necesario para estudiar y anticipar fenómenos capaces de alterar satélites y otras infraestructuras tecnológicas.
Daniel Müller, científico del proyecto Solar Orbiter en la ESA, destaca que el hallazgo ha sido posible gracias a la combinación de proximidad al Sol e instrumentos capaces de observar tanto la estrella como las partículas del entorno espacial. Esa doble perspectiva constituye una de las principales fortalezas de la misión.
El avance también ilustra cómo una perturbación detectada lejos de su origen puede convertirse en una herramienta para investigar la física de nuestra estrella. Cada partícula arrastrada por el viento solar ha atravesado regiones sometidas a temperaturas, campos magnéticos y procesos energéticos diferentes, y algunas conservan señales de ese recorrido.
Solar Orbiter ha conseguido seguir una de esas huellas hasta su punto de partida. A millones de kilómetros de la superficie solar, un enorme pliegue del campo magnético todavía llevaba consigo la historia de su nacimiento. Leerla ha permitido reconstruir una parte de los procesos que mantienen en movimiento el entorno de nuestra estrella.
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