En el Sol también llueve, pero no agua: la ciencia ha resuelto el misterio de la lluvia de plasma
Aunque pueda parecer increíble, en el Sol llueve. Pero no es una lluvia de agua como la que conocemos en la Tierra. Es una lluvia de plasma incandescente, un fenómeno que durante décadas ha desconcertado a los científicos al no llegar a entenderlo. Ahora, un equipo de la Universidad de Hawái ha resuelto el misterio, y la respuesta está cambiando por completo nuestra forma de entender la atmósfera de nuestra estrella ‘de referencia’.
El descubrimiento. Publicado en la prestigiosa revista The Astrophysical Journal, no solo explica por qué se forman estas espectaculares condensaciones de plasma, sino que también nos da nuevas herramientas para predecir el clima espacial que afecta a nuestra tecnología aquí en la Tierra.
El misterio. La «tormenta solar«, o más técnicamente lluvia coronal, se produce en la corona, la capa más externa y caliente del Sol. Allí, masas de plasma más denso y relativamente «frío» se condensan y caen de nuevo hacia la superficie solar, creando arcos y bucles brillantes. Y aunque hablamos de ‘frío’, la realidad es que hablamos de decenas de miles de grados, en comparación con los millones de grados en el plasma que lo rodea. Aunque para nosotros sería algo impensable.
El gran enigma era la velocidad. Los modelos solares predecían que este proceso de enfriamiento y condensación debería tardar horas, o incluso días. Sin embargo, las observaciones mostraban que la lluvia se formaba en cuestión de minutos durante las erupciones solares. Algo no cuadraba.
Ahora el problema se ha situado en los modelos que se utilizaban. Y es que estos asumían que la composición química de la corona era estática y uniforme, una simplificación que sin duda ha resultado en que calculemos mucho peor los fenómenos que ocurren en nuestra estrella.
La clave. El avance clave llegó cuando los investigadores, liderados por el estudiante de posgrado Luke Fushimi Benavitz, decidieron abandonar esa vieja suposición. Introdujeron en sus simulaciones un factor que hasta ahora se había pasado por alto: la abundancia de elementos químicos varía en el espacio y en el tiempo sin estar estáticos. Y aquí es donde la física se pone muy interesante.
El mecanismo. Lo primero que ocurre en este caso es una erupción solar que calienta la cromosfera (la capa inferior a la corona). Este calentamiento impulsivo provoca que una gran cantidad de plasma de la cromosfera se «evapore» y ascienda a gran velocidad hacia los bucles coronales. Este plasma ‘nuevo’ tendrá una composición similar a la de la fotosfera, que es la superficie que vemos del Sol.
Una vez que el plasma ya estaba en el bucle coronal, rico en materiales como el hierro o el silicio, es empujado y se concentra en el punto más alto del arco, creando un ‘pico’ con estos elementos. Una propiedad de estos elementos es que pueden irradiar mucha energía rápidamente y esto hace que se enfríe el plasma. Y es que esa concentración repentina en el ápice del bucle actúa como un radiador ultrapotente, provocando un enfriamiento localizado y rapidísimo.
Por último, este enfriamiento brusco causa una caída de presión. Como resultado, más plasma de los alrededores es succionado hacia esa zona, aumentando la densidad. Lo más interesante es que a más densidad, el enfriamiento se vuelve todavía más eficiente y se produce una ‘fuga térmica’. Como su propio nombre indica, la temperatura se va a desplomar y el plasma se condensará formando la lluvia.
La importancia. Este modelo por primera vez ha hecho algo que antes no se había conseguido: simular la formación de lluvia en el Sol. Y entenderlo va mucho más allá de resolver un viejo acertijo, si no que nos afecta de lleno.
Lo más importante para nosotros es que mejora nuestra capacidad para predecir el clima espacial. Las erupciones solares pueden lanzar al espacio enormes cantidades de energía y partículas que, al llegar a la Tierra, pueden dañar satélites, interrumpir las comunicaciones y sobrecargar las redes eléctricas. Modelos más precisos del comportamiento del Sol nos permiten anticipar mejor estos eventos que hasta ahora nos daba muy poco tiempo de preparación.
Reescribiendo. Este hallazgo obliga a reescribir una parte fundamental de la física solar. La idea de que la composición de la atmósfera solar es dinámica y no estática abre un gran campo de investigación por delante para entender exactamente cómo la energía se mueve a través el astro.
Imágenes | Javier Miranda
