Llamaradas solares bajo la lupa

Crédito: NASA.

Artículo en el que se basa este astrobito: Investigating the Soft X-Ray Spectra of Solar Flare Onsets

Autoría: Anant Telikicherla, Thomas N. Woods and Bennet D. Schwab

Institución del primer autor: Department of Electrical and Computer Engineering, University of Alberta, Canada

Estado de la publicación: publicado en “The Astrophysical Journal”, vol. 966, 198.

Llamaradas solares: explosiones en el Sol

Aunque a simple vista no lo apreciemos, sabes con nuestra estrella, el Sol, presenta una gran actividad con eventos violentos como llamaradas solares. Estas llamaradas, que a menudo podemos fotografiar, obteniendo cautivadoras imágenes, no son más que violentas explosiones causadas por reajustes en el campo magnético solar, que dan lugar a grandes erupciones de material desde la superficie formando impresionantes lenguas o arcos de fuego y material solar, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Imagen de una llamarada solar. Crédito: NASA/SDO/AIA.

Gracias a la “cercanía” del Sol a la Tierra, nuestra estrella es y ha sido la más estudiada por la comunidad científica, por lo que estas erupciones son sobradamente conocidas a día de hoy. Gracias a la gran cantidad de estudios desarrollados a lo largo de los años, se conocen con buen nivel de detalle los procesos que producen estas llamaradas solares. Sin embargo, todavía quedan preguntas sin responder, especialmente en lo que concierne a los momentos previos a que una de estas erupciones tenga lugar. El artículo científico que presentamos trata de arrojar un poco de luz en el desarrollo inicial de las erupciones solares.

¿Cómo se desarrolla una llamarada solar? 

Generalmente, el escenario de una erupción o llamarada solar se entiende como el desarrollo de tres fases diferenciadas: 

-La fase precursora, donde se libera energía magnética por la reestructuración del campo magnético solar en un punto de la superficie, dando lugar a los primeros indicios de la erupción.

-La fase impulsiva, en la cual partículas del material o plasma solar son aceleradas hasta energías muy altas, lo que da lugar a una emisión de luz desde ondas de radio hasta rayos X e incluso rayos gamma.

-La fase de decaimiento, los últimos momentos de la llamarada durante los cuáles la energía de las partículas y el brillo de este evento van decreciendo, lo que se traduce en una progresiva atenuación de la emisión de rayos X.

El equipo de investigación responsable de este artículo ahonda en la comprensión del desarrollo de estas llamaradas, identificando y centrando su estudio en una cuarta fase o fase de onset o fase de inicio, que tiene lugar entre la fase precursora y la de impulso, previamente por lo tanto a que la erupción alcance su máximo brillo, como se muestra en la Figura 2. Para ello, recurren a datos tomados por el instrumento Dual-zone Aperture X-ray Solar Spectrometer (DAXSS) que se encuentra a bordo del satélite INSPIREat-1. Este instrumento se dedica a observar el Sol y su luz emitida en el rango de los rayos X, siendo perfecto por lo tanto para estudiar estas llamaradas. 

Figura 2: Datos tomados por el instrumento DAXSS para el estudio presentado en el artículo original, representando el número de fotones de rayos X detectados por segundo, para un evento de llamarada solar. En diferentes colores se diferencian las fases de la erupción. Crédito: Adaptación de la Figura 1 del artículo original.

Prediciendo el comportamiento de las erupciones

El estudio revela que durante la fase inicial de las llamaradas solares, el plasma alcanza temperaturas extremadamente altas, entre 10 y 15 millones de grados Kelvin, similar a las temperaturas de la fase impulsiva. Esta fase inicial parece servir como una especie de “pre-acondicionamiento” para la llamarada principal, donde la temperatura aumenta hasta aproximadamente el mismo nivel, cayendo para volver a aumentar luego durante la fase impulsiva. Además, se observaron dos tipos de comportamiento en los bucles coronales: uno con un solo arco de plasma solar, y otro en el que dos arcos de material solar interaccionan y se fusionan durante la fase impulsiva.

Estos hallazgos sugieren que la fase inicial no solo calienta el plasma solar, sino que parece imitar el comportamiento de la fase impulsiva principal. Este comportamiento repetitivo entre la fase inicial y la fase principal podría ayudar a predecir la intensidad y dinámica de las llamaradas solares. En estudios futuros, el equipo planea analizar las emisiones de rayos X para explorar cómo las características de esta fase inicial podrían utilizarse en pronósticos más precisos de eventos solares intensos.