fenómenos magnéticos solares

Una avalancha en un montón de arena comienza con un solo grano. Nadie sabe exactamente dónde se desprenderá ni cuán grande será el deslizamiento. Pero si se vierte arena durante mucho tiempo, el montón alcanza por sí solo un estado en el que las avalanchas de todos los tamaños —desde pequeños desprendimientos hasta derrumbes gigantes— ocurren según la misma ley.

En el Sol hay regiones tranquilas donde el campo magnético apenas se ve. Pero incluso allí, las ondas sonoras encuentran resquicios para ascender. Estos resquicios son tubos magnéticos que se expanden hacia arriba, como embudos. Dentro de ellos, el sonido viaja con mayor libertad.

En la corona solar, de vez en cuando llueve, pero no agua, sino plasma. El gas sobrecalentado se enfría, se condensa en grumos y se precipita a lo largo de los bucles magnéticos, como gotas por canalones invisibles.

Una mancha solar — una isla oscura en la superficie ardiente — vive su propia vida turbulenta. Debajo de ella, en profundidades invisibles, flotan gigantescas lazadas magnéticas, como cuerdas retorcidas. Cuando una de estas lazadas emerge a la superficie, puede descargarse en una erupción y lanzar nubes de partículas cargadas al espacio.

La corona solar vive una vida turbulenta. Los campos magnéticos aquí obedecen los movimientos de la densa superficie del Sol (la fotosfera), pero a veces ellos mismos reescriben el patrón magnético. Durante las erupciones, los bucles coronales —arcos de plasma— se retuercen y se reconectan.

Una cascada que no se calienta al caer, sino que se congela: así se comporta el gas que fluye hacia una estrella de neutrones en un púlsar de rayos X cuando la estrella brilla débilmente. Normalmente, la materia que cae se calienta hasta el blanco, pero un nuevo estudio muestra lo contrario.

En las enormes nubes de gas enrarecido que llenan el espacio entre las estrellas, algo bulle constantemente. Explosiones de supernovas, flujos que chocan: todo esto agita el plasma. Y en estas ondas, según se ha descubierto, se esconde un mecanismo que da origen a los campos magnéticos.

El Sol no es simplemente una bola ardiente, sino una orquesta colosal donde las cuerdas son los filamentos solares: arcos gigantes de plasma denso que flotan en la corona incandescente. Estos tiemblan, y cada oscilación es una melodía cifrada de los campos magnéticos.

Las erupciones solares son potentes explosiones en el Sol, capaces de inutilizar satélites y dejar sin electricidad a ciudades. Su predicción se complica por el entrelazamiento de los campos magnéticos en las manchas solares.

El Sol no es solo una fuente de luz, sino un laboratorio gigante donde nacen partículas fantasma. Cada segundo, miles de millones de neutrinos atraviesan tu cuerpo sin apenas notarlo. Pero dentro del Sol, estas partículas se comportan de otra manera: cambian de tipo sobre la marcha, como un actor que interpreta tres papeles en una misma obra.

Una mancha solar se enfría y sobre ella queda suspendido durante semanas un filamento oscuro: la protuberancia. En su interior, como un resorte comprimido, se esconde el campo magnético. Puede estar dispuesto en arcos regulares o retorcido en una cuerda apretada.

La paradoja del joven viento solar ha intrigado a los heliofísicos durante mucho tiempo. Las mediciones mostraron que cerca del astro los haces de protones no están borrosos, sino comprimidos, como si alguien les hubiera dado cuidadosamente la forma de una cabeza de martillo.

El Sol es un caldero hirviente de hidrógeno y helio, donde el gas incandescente está atrapado en lazos magnéticos. Cuando los invisibles látigos magnéticos se reconectan, se libera una energía comparable a miles de millones de explosiones termonucleares. ¿Adónde va?

En diciembre de 2011, el cometa Lovejoy se lanzó audazmente a través de la ardiente corona del Sol. Inmediatamente después, una llamarada. Los científicos verificaron si el cometa pudo haberla provocado. La atmósfera del Sol está entretejida con tensos lazos magnéticos, como la cuerda tensa de un arco.

Un gigantesco caldero casi siempre está a punto de apagarse, pero a veces lanza chorros de chispas. Así se comporta el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia: el objeto Sagitario A*. Tiene una masa cuatro millones de veces mayor que la del Sol y se encuentra a 26 mil años luz de nosotros.

Una fina capa de aceite sobre la superficie del agua se rompe en gotas con el más mínimo empujón. Algo parecido ocurre en el viento de púlsar — el flujo de partículas que expulsa una estrella de neutrones de rápida rotación. En este flujo también hay capas de plasma que pueden descomponerse en grumos — islas magnéticas.

En la ardiente corona solar, donde la temperatura supera el millón de grados, flotan nubes frías y densas: las protuberancias solares solares. Permanecen suspendidas durante semanas, sin caer ni disolverse, como icebergs en un océano hirviendo. Cómo llegaron allí es una pregunta que ha atormentado a los astrónomos durante décadas.

El viento solar —una corriente de partículas cargadas proveniente del Sol— choca contra el tenue gas que llena el espacio entre las estrellas. En la colisión nace un débil resplandor de rayos X. Para los astrónomos es como una neblina frente a los faros: les impide distinguir objetos lejanos.

Alrededor de las pequeñas, frías pero extremadamente inquietas enanas rojas, a menudo se encuentran planetas del tamaño de la Tierra.

Un torrente de gas incandescente se aleja de la estrella y, de repente, se detiene como si hubiera chocado contra una pared invisible. Esto es exactamente lo que vieron los investigadores al intentar reproducir una eyección estelar a escala de laboratorio.

El viento solar no es un flujo uniforme, sino más bien racheado. En su interior, los protones y los núcleos de helio no viajan a una única velocidad, sino con una dispersión, como gotas en el chorro de una manguera.

La materia oscura es una sustancia invisible que impide que las galaxias se dispersen. Si sus partículas se desintegran ocasionalmente cerca del Sol, expulsan chorros de partículas rápidas — como martillos invisibles golpeando la luz.

Durante una tormenta, el cielo funciona como una gigantesca batería: en la nube se acumula carga eléctrica y el rayo la descarga. Esa carga es invisible, pero la detectan las partículas cósmicas: los muones, que llueven constantemente sobre la Tierra desde el espacio.

En el Sol a veces aparecen nubes gigantes de plasma que intentan escapar al espacio. Pero a menudo no lo logran: una jaula magnética invisible las retiene cerca de la superficie. Estas erupciones fallidas se denominan "confinadas". Los científicos han construido un modelo informático para entender cómo funciona exactamente esta jaula.

En la nube oscura G351, donde nuevas estrellas están a punto de emerger del gas y el polvo, el campo magnético se ha curvado como un reloj de arena. Esta forma es señal de que el campo no solo observa el nacimiento de estrellas, sino que participa activamente en él. Los científicos utilizaron el telescopio SOFIA, instalado en un avión, para observar el polvo de la nube.

La corona del Sol se parece a un diente de león despeinado: brillantes pétalos en forma de bucles retienen el gas caliente cerca de la superficie, y entre ellos se escapan al espacio largos chorros tenues. Estos chorros, la lámina de corriente heliosférica, se extienden a través de todo el sistema solar.

En la superficie del Sol hay manchas oscuras: regiones con un campo magnético muy intenso que frena la ebullición del gas incandescente. De vez en cuando, ondas de choque recorren la atmósfera de la mancha, como una ráfaga de viento que comprime el aire frente a ella.

El púlsar de rayos X Centaurus X-3 es una estrella de neutrones que gira rápidamente y emite pulsos de luz de rayos X, como un faro. Los científicos apuntaron hacia él tres telescopios espaciales y estudiaron la polarización de la radiación, es decir, cómo oscila el campo eléctrico de la onda de luz.

Una llamarada solar se parece a un cortocircuito en un letrero de neón gigante. Dentro del Sol, los campos magnéticos se retuercen formando espiras, como bandas de goma, y cuando se reconectan, la energía se derrama hacia el espacio.

Los rayos cósmicos son partículas cargadas que llegan hasta nosotros desde lejanas explosiones estelares. Pero antes de entrar en el detector, atraviesan la burbuja del viento solar. El Sol respira: unas veces infla esa burbuja y otras la contrae.

Si lanzas una piedra a un estanque, se forman círculos en el agua. En un diminuto cristal magnético también hay ondas, solo que no oscila el agua, sino la dirección de la magnetización. Estas ondas se llaman ondas de espín. Se propagan por el cristal como ondulaciones en la superficie y pueden transportar información.

Una llamarada solar es como un muelle gigante que se ha ido retorciendo y retorciendo hasta que de repente se suelta. La energía acumulada en el campo magnético se libera al espacio en cuestión de minutos, calentando el plasma a millones de grados.

Dos antiguas naves, lanzadas en 1977, viajan a través del espacio interestelar, esa región donde termina la influencia del Sol. El Sol no solo brilla: expulsa continuamente un flujo de partículas cargadas que forma una burbuja gigante alrededor de nuestro sistema: la heliosfera.

En el Sol ocurren explosiones de vez en cuando que lanzan al espacio enormes nubes de partículas cargadas. Esa nube viaja hacia la Tierra y puede dejar fuera de servicio satélites, interrumpir las comunicaciones por radio e incluso dejar ciudades sin electricidad.

El Sol lanza de vez en cuando al espacio enormes nubes de plasma: las eyecciones de masa coronal. Dentro de estas nubes suelen estar enredadas protuberancias, grumos de materia más fríos y densos. Son precisamente ellas las que contienen muchos átomos neutros que brillan intensamente en ciertas líneas.

El Sol no solo brilla: emite continuamente flujos de partículas diminutas, los neutrinos. Nacen en las reacciones termonucleares del núcleo y atraviesan la estrella casi sin obstáculos. Pero dentro del Sol hay campos magnéticos que pueden influir en estas partículas, como corredores invisibles que desvían ligeramente su camino.

Una llamarada solar es como el estiramiento repentino de un resorte fuertemente enrollado. En la corona del Sol se acumula energía en un campo magnético curvado, y luego se libera bruscamente, acelerando partículas y calentando el plasma.

El 1 de octubre de 2024, ocurrió en el Sol una llamarada de clase X7.1, una de las más potentes. Dos naves espaciales, HXI y STIX, la observaron desde ángulos distintos, como dos ojos, y junto con un modelo informático permitieron reconstruir la escena en tres dimensiones.

El Sol emite constantemente un flujo de partículas cargadas, principalmente hidrógeno — el viento solar. A veces, el Sol expulsa densas nubes de gas magnetizado, en cuyo interior suele reinar la calma. Pero en el año 2000, en una de esas nubes, los científicos detectaron dos regiones donde el gas hervía.

Una estrella joven es como un trompo de varias capas: sus capas externas giran más lentamente, mientras que las internas lo hacen más rápido. El campo magnético aquí es como hilos resistentes que unen estas capas. Cuando las velocidades son diferentes, los hilos comienzan a retorcerse y tensarse cada vez más.