Tocar el sol

* Por Laura Morales

Finalmente, luego de varios retrasos y un despegue abortado, el 12 de agosto a las 4:33 am, hora de Buenos Aires, la NASA lanzó la primera misión que sobrevolará la corona solar –la capa más externa de su atmósfera-. Será la primera vez en la que una nave se acerca tanto al Sol. La misión recibió el nombre de Parker Solar Probe en honor al físico solar Eugene Parker. Su principal objetivo es medir in-situ las condiciones del plasma que componen la corona solar para contestar preguntas que persiguen a los solaristas desde hace más de 70 años: cuál es o son los mecanismos responsables del calentamiento coronal y cómo se genera el viento solar.

¿Por qué estudiamos el Sol?

El Sol no sólo es la fuente de luz y calor indispensables para a existencia de vida, tal como la conocemos, en nuestro planeta; sino que además produce un flujo de gases ionizados que afectan a la Tierra y al resto de los planetas y satélites del sistema solar: el viento solar. Este flujo de plasma en el que la Tierra está embebido está lejos de ser apacible, por el contrario, puede sufrir distintos tipos de perturbaciones que, finalmente, alteran el campo magnético terreste permitiendo el ingreso de partículas y energía provenientes del medio interespacial. Estas alteraciones en el campo magnético terrestre pueden producir auroras australes y boreales; afectar las órbitas y los componentes electrónicos de los satélites de los que dependemos para comunicarnos y perjudicar la salud de los astronautas que se encuentran, por ejemplo, en la estación espacial internacional.

El estudio del viento solar y otros fenónemos solares resulta pues de suma importancia en sociedades que se organizan cada vez más en torno a las comunicaciones.

¿Por qué Parker?

El proyecto de una sonda que pudiera acercarse a unos seis millones de kilómetros de la superficie solar comenzó a tomar forma en 2009 bajo el nombre de Solar Probe y recién en mayo de 2017 la NASA decidió rebautizarlo como Parker Solar Probe siendo la primera vez en la historia que la la Agencia espacial estadounidense nombra una misión en honor a un científico vivo.

Eugene Parker nació en 1927 y es, indudablemente, uno de los científicos espaciales más relevantes del siglo XX. En uno de sus primeros trabajos (Apj, 1958) acuñó el concepto de viento solar para describir el flujo de plasma atmosférico que escapa a la atracción de la gravedad solar en todas direcciones y estudió la forma espiralada que la rotación del sol imprime su propio campo magnético, efecto que conocemos comoEspiral de Parker.Su formulación fue inicialmente muy resistida en la comunidad de astrofísicos a tal punto que su artículo de 1958 Dynamics of the interplanetary gas and Magnetic Fields¹ enviado a la revista Astrophysical Journal, fue inicialmente rechazado por los dos revisores pero luego publicado gracias a la intervención de Subrahmanyan Chandrasekhar, editor de la revista.

El modelo de Parker fue confirmado en 1959 y 1962 cuando los satélites Mechta (URSS) y Mariner 2 (NASA) detectaron partículas de viento solar en el espacio². Éste resultado bastaría para bautizar a una misión en honor a Parker, sin embargo, en los treinta años posteriores a su descripción del viento solar Parker publicó más de doscientos trabajos en los que estudió problemas tan variados como la física de las tormentas geomagnéticas, la paradoja del calentamiento coronal, el dínamo solar, el campo magnético galáctico, las propiedades dinámicas de los rayos cósmicos, la inversión del campo magnético terrestre, entre otros.

Eugene Parker observa el despegue de la nave que lleva su nombre (12/8/2018). Créditos: NASA/JHUAPL

¿Por qué tan cerca del Sol?

En las últimas décadas el Sol ha sido, sin lugar a dudas, la estrella más observada y estudiada; sin embargo, casi siete décadas después de las primeras mediciones del viento solar aún persisten muchas preguntas sin respuesta; por ejemplo: ¿cuál es el origen del viento solar lento? ¿cómo se acelera?, ¿cuál es el mecanismo por el cual la corona alcanza temperaturas cercanas a los 10 millones de grados si su fotósfera es del orden de 5000 grados?, es decir por qué el sol está más caliente en la alta atmósfera que en su superficie. Pero es muy difícil responder estos interrogantes si sólo es posible medir el plasma coronal cuando éste alcanza las inmediaciones de a Tierra y ha atravesado casi 150 millones de kilómetros.

El recorrido de la nave Parker Solar Probe. http://parkersolarprobe.jhuapl.edu

La misión, durará siete años y tendrá su primer acercamiento al sol en el mes de noviembre. La nave estará protegida por un escudo diseñado especialmente, se trata de un compuesto de carbono que podrá tolerar temperaturas cercanas a los 1300 grados Celsius. La trayectoria de la nave ha sido cuidadosamente diseñada con siete sobrevuelos a Venus a lo largo de casi siete años para reducir gradualmente su órbita elíptica alrededor del Sol. De este modo la nave utilizará la gravedad de Venus para reducir su órbita cada vez más alrededor del Sol.

A nivel científico la misión se propone, rastrear y caracterizar el viento solar hasta sus orígenes. Para esto cuatro equipos trabajarán obteniendo y procesando datos experimentales: campos eléctricos y magnéticos, conteo de electrones, protones, helio ionizado y sus respectivas velocidades, densidad y temperaturas. Además, un quinto equipo que se dedicará a la elaboración de teoría y simulaciones numéricas a fin de maximizar los resultados de la misión³.

Indudablemente éste es el comienzo de una nueva era la física solar y en los próximos años obtendremos respuestas y nuevas preguntas.

Referencias

1. Parker, E. N. (1958); Astrophysical Journal, vol. 128, p.664

2. Neugebauer, M. & Snyder, C. (1966), Journal of Geophysical Research, 71 (19), 4469-4484

3. Developing the Solar Probe Plus Mission, (2016), Space Science Review, Volume 204 (1-4)

* Laura  Morales es investigadora adjunta de Conicet en el Laboratorio de fisca del plasma, Departamento de Física, Exactas, UBA.