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Un día, en el otoño de 2011, Neil Sheeley, un científico solar del Laboratorio de Investigación Naval en Washington, D.C., hizo lo que siempre hace – mirar a través de las imágenes diarias del sol desde el Observatorio Dinámico Solar de la NASA (SDO – Solar Dynamics Observatory).

Pero este día el vio algo que el nunca había notado antes: un patrón de células con centros brillantes y límites oscuros que ocurren en la atmósfera del sol, en la corona. Estas células parecían un patrón que se produce sobre la superficie del sol – similarares a las burbujas que suben a la parte superior de agua hirviendo – pero fue una sorpresa encontrar este patrón más arriba en la corona, que es normalmente dominado por lazos brillantes y oscuros agujeros coronales.

Sheeley discute las imágenes con sus colegas Harry Warren del Laboratorio de Investigación Naval, y juntos se dedicaron a aprender más acerca de las células. Su búsqueda incluye observaciones desde una flota de naves de la NASA llamado el Observatorio del Sistema de Heliofísica que proporciona siempre puntos de vista de diferentes lugares alrededor del sol. Describen las propiedades de estas características inéditas solares, “células coronales”, en un artículo publicado en línea en The Astrophysical Journal, el 20 de marzo de 2012, que aparece impreso el 10 de abril.

Las células coronales ocurren en áreas entre los agujeros de la corona – zonas más frías y menos densas de la corona vistas como regiones oscuras en las imágenes – y “canales de filamento” que marcan los límites entre secciones que apuntan hacia arriba y campos magnéticos que apuntan hacia abajo. Entendiendo como estas células evolucionan puede proveer pistas sobre los cambiantes campos magnéticos en los límites de los agujeros de la corona y cómo afectan a la emisión constante de material solar conocido como el viento solar que fluye por estos agujeros.

“Pensamos que las células coronales parecen llamas disparando, como velas en un pastel de cumpleaños”, dice Sheeley. “Cuando las ves de lado. Parecen flamas, Cuando las miras hacia abajo parecen células. Y tuvimos una gran manera de comprobar esto, porque podríamos mirarlos desde lo alto y desde el lado al mismo tiempo utilizando observaciones de SDO, STEREO-A, y STEREO-B”.

Cuando las células fueron descubiertas en la caída de 2011, por las naves espaciales SDO y el dos STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory – Observatorio Solar de Relaciones Terrestres) cada una tenía puntos de vista muy diferentes al sol, así, como la rotación solar de 27 días lleva a las células de la corona a través de la cara del sol. Los datos aparecieron primero en STEREO-B, y finalmente en STEREO-A, antes empezar de nuevo en STEREO-B. Además, cuando un observatorio miró directamente sobre las células, otro observatorio podía verlas de lado.

Los investigadores usaron secuencias time-lapse obtenidas desde los tres satélites para rastrear estas células alrededor del sol. Cuando un observatorio miró una de estas áreas, mostró el patrón de célula que Sheeley notó por primera vez. Pero cuando la misma región fue vista oblicuamente, mostró plumas inclinadas y apagadas por un lado. Tomadas juntas, esas dos imágenes dimensionales revelaron las tres dimensiones naturales de las células como columnas de material solar extendiéndose hacia arriba a través de la atmósfera del sol, como pilares gigantes de gas.

Para redondear la imagen aún más, el equipo se dirigió a otros instrumentos y naves espaciales. Las imágenes originales de SDO fueron de su ensamblado de imágenes atmosféricas, que toma imágenes convencionales del sol. Otro instrumento en SDO, las imágenes heliosísmicas y magnéticas (HMI – Helioseismic and Magnetic Imager), proporciona mapas magnéticos del sol. Los científicos superpusieron imágenes convencionales de células con imágenes de campos magnéticos del HMI para determinar la posición de las células coronales relativas a los complejos campos magnéticos de la superficie del sol.

En primer lugar, los grupos de campos magnéticos están centrados dentro de las células. Estos representan una clara distinción entre las células coronales y otro fenómeno conocido como supergránulos. Los supergránulos también aparecen como un patrón de grandes células en la superficie del sol, y sus bordes delineados son creados como el movimiento lateral de material solar barriendo campos magnéticos más débiles hacia sus fronteras. Los supergránulos, por lo tanto, parecen haber mejorado los campos magnéticos en sus bordes, mientras que las células coronales los muestran en sus centros.

En segundo lugar, los científicos aprendieron más acerca de cómo las células coronales estaban relacionadas con otras estructuras en el sol, en su ubicación entre un agujero coronal y un canal de filamentos cercano. Las células constantemente ocurrieron en las zonas dominadas por campos magnéticos que apuntan en una sola dirección, ya sea hacia arriba o hacia abajo. Además, los campos del agujero coronal cercano son conocidos como “abiertos,” extendiéndose lejos en el espacio sin tener que regresar al sol. Por otra parte, la línea del campo en las células fueron “cerradas,” haciendo un ciclo a lo largo del canal del filamento y conectado hacia abajo del sol.

La naturaleza de lado a lado de estos campos magnéticos abiertos y cerrados – abiertos en los agujeros coronales, y cerrados en las células coronales – llevó a otra visión científica. En algunas de las películas, un largo ciclo de material solar llamado “filamento” entró en erupción desde el canal de filamentos adyacentes. Las células coronales, con sus líneas de campo cerradas, desaparecieron y fueron reemplazadas con un oscuro agujero coronal y sus líneas asociadas de campo abierto.

“A veces las células se han ido para siempre, y a veces reaparecerían exactamente como estaban”, “Así que esto significa que necesitamos averiguar lo que está soplando las velas del pastel de cumpleaños y que las vuelve a encender. Es posible que esta estructura de células coronales es la misma estructura que existe dentro de los agujeros de la corona – pero son visibles para nosotros cuando los campos magnéticos están cerrados, y no es visible cuando los campos magnéticos están abiertos”.

Desde hace tiempo que se sabe que se producen intermitentemente plumas aisladas dentro de los agujeros coronales cuando regiones muy pequeñas entran en erupción ahí. Presumiblemente, estas erupciones están proporcionando destellos de discretas estructuras coronales similares a las velas permanentemente visibles al lado de los agujeros. Cuando una porción de un agujero se cierra, la estructura con forma de vela de repente se ilumina por la aparición de células.

Además de SDO y STEREO, el equipo volvió a los datos históricos de la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Observatorio Solar y Heliosférico de la NASA (SOHO), que ha proporcionado observaciones desde las últimas manchas solares en 1996. Ellos no encontraron células coronales en 1996 o en los años en torno a las recientes manchas solares en el período 2008-2009, pero encontraron numerosos ejemplos de células en los años alrededor de la intervención máxima de manchas solares en el año 2000. El reciente aumento en las manchas solares junto con las observaciones mejoradas de STEREO y SDO pueden explicar por qué las células fueron descubiertas en 2011.

El equipo también construyó imágenes Doppler – imágenes que muestran qué tan rápidamente y donde el material solar en la atmósfera del sol se mueve hacia el espectador – de las células coronales usando el espectrómetro de imágenes ultravioleta-extremo (EIS) en la Nave espacial japonesa Hinode. Estas imágenes muestran que los centros de las células se mueven hacia arriba más rápido que sus bordes, redondeando más la imagen física de estas velas gigantes con una sección creciente desde el centro.

“Una de las cosas maravillosas acerca de SDO es la forma en que las observaciones se pueden combinar con otros instrumentos”, dice Dean Pesnell, el proyecto científico SDO en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland”. La combinación de datos de SDO, STEREO, SOHO y Hinode nos permite pintar un cuadro de todo el sol de forma que otros instrumentos no pueden”.

El descubrimiento de células coronales ya ha incrementado nuestro conocimiento de la estructura magnética de la corona solar. En el futuro, los estudios sobre la evolución de las células coronales puede mejorar la comprensión científica de los cambios magnéticos en agujeros coronales en los bordes y sus efectos en el viento solar y el clima espacial de la Tierra.

Fuente
http://www.nasa.gov/ (en inglés)