La imagen más detallada jamás tomada de la superficie del Sol muestra remolinos que explican misterios de 150 años

Las imágenes más detalladas jamás tomadas de la superficie del Sol han revelado algo que estaba escondido a plena vista durante un siglo y medio: miles de diminutos remolinos retorciéndose a través de nuestra estrella.

La imagen de mayor resolución jamás capturada de la superficie del Sol (fotosfera), tomada a 416 nm por el telescopio solar Inouye. Revela bordes deformados de elementos magnéticos y franjas a escala ultrafina, ambos asociados con la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz. Crédito: NSF/NSO/AURA/MPS.

Esta observación ultra detallada, capturada por el Telescopio Solar Daniel K. Inouye de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), el más potente del mundo, no solo ofrece una vista sin precedentes de la superficie solar (fotosfera), sino que proporciona la primera prueba directa de un fenómeno predicho hace 150 años.

El fenómeno se conoce como inestabilidad de Kelvin-Helmholtz (KHI), descrito en el siglo XIX por los físicos Lord Kelvin y Hermann von Helmholtz. Ocurre cuando dos fluidos se deslizan uno al lado del otro a diferentes velocidades, creando fricción o cizallamiento en la interfaz, lo que hace que pequeñas perturbaciones crezcan en vórtices u olas, similar a las olas del océano rompiendo. El equipo internacional de investigadores, que publicó sus hallazgos en la revista Nature, observó docenas de estos vórtices agrupándose a lo largo de los bordes de las regiones magnéticas.

Una comparación lado a lado entre una observación real del telescopio solar Inouye (arriba a la izquierda) y una imagen sintética generada por simulaciones computarizadas de última generación basadas en la física (arriba a la derecha). La notable coincidencia entre ambas permite a los científicos confirmar el origen de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, un fenómeno físico universal que ocurre cuando capas adyacentes de fluido o gas se desplazan a diferentes velocidades, creando patrones en espiral en su interfaz. Un mapa simulado del campo magnético de la superficie solar (abajo a la derecha) confirma que estos procesos pliegan y deforman físicamente los límites de los elementos magnéticos. Crédito: NSF/NSO/AURA/HAO.

«Creemos que el descubrimiento de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz en la fotosfera solar, respaldado por el análisis de simulaciones numéricas, es un importante paso adelante en nuestra comprensión de la dinámica del plasma estelar y servirá como base para futuros descubrimientos», afirmó el Dr. David Boboltz, subdirector del Observatorio Solar Nacional.

La inmensa resolución del telescopio Inouye, capaz de distinguir estructuras de solo decenas de kilómetros, fue crucial, ya que los vórtices miden entre 50 y 65 kilómetros de ancho, un tamaño que hasta ahora los había hecho elusivos.

El Telescopio Solar Daniel K. Inouye de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., construido y administrado por el Observatorio Solar Nacional de la NSF, en Maui, Hawái. Crédito: NSF/NSO/AURA.

El motor oculto de las explosiones solares y el calor coronal

La relevancia de este descubrimiento va mucho más allá de las impresionantes imágenes. Los científicos sospechan que estos constantes remolinos pueden ser las fuentes efectivas de energía magnética libre que impulsan los eventos explosivos del Sol, desde pequeñas nano-fulguraciones hasta fulguraciones masivas, chorros y eyecciones de masa coronal. Estos eventos son los principales contribuyentes al clima espacial, capaces de interrumpir gravemente las redes eléctricas, satélites, navegación GPS y comunicaciones globales en la Tierra.

A escala de Hawái: La imagen de mayor resolución jamás capturada de la superficie del Sol (fotosfera), tomada a 416 nm por el telescopio solar Inouye. Revela bordes deformados de elementos magnéticos y franjas a escala ultrafina, ambos asociados con la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz. Crédito: NSF/NSO/AURA/MPS.

Además, el hallazgo podría ayudar a resolver el antiguo misterio de por qué la atmósfera exterior del Sol (la corona) alcanza temperaturas de alrededor de dos millones de grados Fahrenheit (un millón de grados Celsius), mientras que su superficie permanece cientos de miles de grados más fría. El Dr. Thomas Rimmele, tecnólogo jefe del Observatorio Solar Nacional, explicó que «la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz es probablemente un mecanismo que contribuye al calentamiento de la atmósfera exterior y es parte de la solución del enigma de por qué las estrellas tienen una corona tan caliente».

Por otro lado, también sirve para explicar la rápida disipación del flujo magnético generado por la dinamo solar, un proceso crucial para el ciclo solar de 11 años que los modelos actuales tenían dificultades para justificar. «La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz que descubrimos en la fotosfera solar puede actuar como una fuente clave de esta difusión magnética que faltaba», dijo el Dr. David Kuridze, astrónomo del Observatorio Solar Nacional.

Con la mirada puesta en el futuro, los científicos utilizarán la alta resolución del telescopio Inouye y programas informáticos automatizados con IA para estudiar más a fondo estos patrones y cuantificar su impacto en la transferencia de energía y la difusión magnética.

Fuente: NSF. Edición: MP.