En la mitología de muchas culturas el Sol ha sido venerado como un Dios, los egipcios ya le bautizaron con el nombre de Ra, pero incas, mesopotámicos y griegos, entre otros, también lo consideraban una deidad. Ahora, la sonda de la NASA Parker Solar Probe se dispone a acercarse a uno de los lugares más hostiles y extremos de nuestro sistema solar para “rozar” su superficie y responder a preguntas como, ¿por qué la atmósfera del Sol presenta temperaturas mucho más elevadas que su superficie?
La misión
La sonda Parker Solar Probe de la NASA, bautizada así en honor a Dr. Eugene N. Parker, astrofísico norteamericano, fue lanzada el 11 de agosto en Cabo Cañaveral, Florida (EE.UU). Esta peligrosa y compleja, pero emocionante misión se acercará siete veces más cerca del Sol que cualquier otra misión anterior, situándose a tan solo 6,4 millones de km de su superficie. A esta distancia, la nave navegará en la corona del Sol, la región más externa de la atmósfera solar y la más caliente de la estrella, alcanzándose alrededor de 2 millones de grados. De esta manera, las altas temperaturas y la exposición a unos niveles de radiación nunca vistas anteriormente, convierten a la misión en una de las más arriesgadas e increíbles.
La sonda llevará a cabo 24 órbitas en total, cada una de las cuales de una duración de 88 días. Para ello, se impulsará con el campo gravitatorio de Venus, y, a medida que las órbitas avancen, estas se encontrarán cada vez más cercanas al Sol hasta alcanzar su corona. En sus órbitas finales, Parker Solar Probe alcanzará la extraordinaria velocidad de 754.000 km/h.
Por otro lado, si se ha tardado tanto tiempo en realizar esta misión es porque los materiales necesarios para la construcción de la nave no existían hasta ahora. Los avances en ingeniería térmica habían sido insuficientes durante más de seis décadas, por lo que enviar una sonda que fuese capaz de soportar temperaturas de 1370 ºC resultaba del todo imposible. La sonda Parker lo logrará gracias a un escudo térmico frontal de base de carbono y con un espesor de 11,43 cm que protegerá el instrumental científico implicado en la investigación.
De este modo, con la misión Parker Solar Probe, con una duración de 6 años y 11 meses, se propone dar respuesta a dos preguntas fundamentales.
¿Cómo se acelera y se calienta el viento solar?
El viento solar, descubierto por el mismo Eugene N. Parker, son chorros de partículas cargadas que el Sol expulsa desde las capas más externas de la atmósfera solar, es decir, la corona. Estas partículas cargadas corresponden principalmente a protones, electrones y partículas alfa, y son expulsadas, venciendo a la gravedad del Sol, gracias a la alta energía cinética que logran alcanzar producto de las altas temperaturas a las que se encuentra la corona solar. El viento solar es, por ejemplo, el responsable de las famosas auroras boreales. Y pese a que estas tormentas solares de partículas de alta energía que chocan contra la Tierra son capaces de producir fenómenos tan increíbles como las auroras boreales, estas tormentas solares son también las responsables de que Marte perdiese gran parte de su atmósfera y ahora sea un desierto helado.
Si a la Tierra no le ha sucedido lo mismo es gracias al campo magnético que nos rodea y protege frente al viento solar y la radiación. Este campo magnético de la Tierra tiene su origen en un metal conductor en movimiento en el núcleo terrestre. Este metal conductor corresponde al núcleo externo y se encuentra en estado líquido y en continuo movimiento debido a la rotación de la Tierra y a movimientos convectivos por el intercambio de calor con el núcleo interno, en estado sólido. De esta manera, el núcleo externo funciona a modo de dinamo produciendo corrientes eléctricas debido a su movimiento. Este es el llamado modelo de la dinamo terrestre autoinducida.
Sabiendo esto del viento solar, todavía existen incógnitas que se espera, puedan ser respondidas cuando la Parker Solar Probe se acerque al Sol lo suficiente como para ofrecer un estudio más profundo sobre el comportamiento del viento solar. Preguntas tales como: ¿cómo se acelera el viento solar de velocidades subsónicas a velocidades supersónicas? o ¿cómo se calienta el viento solar? Son aún problemas abiertos. Un mayor conocimiento sobre el origen del viento solar, su evolución y su interacción con el campo magnético resultan de gran importancia para la comunidad científica y para la sociedad por las consecuencias que trae consigo.
¿Por qué la temperatura en la corona del Sol es mucho más elevada que en su superficie?
La temperatura en la corona del Sol es 300 veces mayor que en su superficie visible, pese a estar más lejos de la fuente de calor situada en el núcleo de la estrella. El mecanismo causante de dicho calentamiento es todavía objeto de debate. Es por ello, que ante esta incógnita y durante años, los astrónomos han trabajado para elaborar un modelo capaz de explicar dicho proceso evasivo. Expliquemos pues, a rasgos generales, el modelo más aceptado actualmente.
Para ello, introduciremos el concepto de las ondas magnetohidrodinámicas (MHD), estas se refieren a la dinámica que presentan las ondas de fluidos conductores eléctricamente en presencia de campos magnéticos y eléctricos. Un fluido de este tipo puede ser, por ejemplo, el plasma, estado de la materia en el cual se encuentra, precisamente, el Sol. Estas ondas serían las responsables de distribuir la energía generada, fruto de la fusión nuclear en el interior de la estrella, desde debajo hacia las capas más exteriores, como la corona solar, y producir su calentamiento.
Por otro lado, la presencia de un campo magnético resulta igual de importante. Como hemos mencionado, el Sol está compuesto por plasma, y cuanto más cerca se encuentra este del núcleo solar mayor temperatura alcanza, volviéndose, por tanto, menos denso, lo que le hace ascender. Así mismo, el plasma situado en capas más superficiales se enfría, aumenta su densidad y tiende a descender. Con este mecanismo, se forman celdas de convección parecidas a las existentes en el manto de la Tierra y que son responsables de la tectónica de placas.
Bien, pues estos movimientos de convección generan un campo magnético que trae consigo consecuencias increíbles. Este campo magnético es el causante de las manchas solares que, a su vez, pueden provocar pequeñas erupciones capaces de calentar la atmósfera del Sol.
No obstante, es ahora cuando con la Parker Solar Probe podremos ser capaces de recoger la suficiente información con el objetivo de contrarrestar modelos y entender en profundidad cómo funciona en realidad la estrella de nuestro sistema solar.
