A primera vista, el Sol parece una esfera lisa y uniforme. Pero la fotografía que acompaña este texto muestra una realidad muy distinta: una superficie extraordinariamente turbulenta debido a que está atravesada por campos magnéticos, lo que hace que sea muy dinámica. Es, además, la imagen de mayor resolución obtenida hasta ahora de la fotosfera solar, la capa que vemos como la «superficie» del Sol. Fue captada a una longitud de onda de 416 nanómetros por el Daniel K. Inouye Solar Telescope, instalado en Hawái.
El Inouye es el telescopio solar más potente del mundo. Su espejo principal, de cuatro metros de diámetro, recoge unas siete veces más luz que otros telescopios solares y permite distinguir estructuras de apenas unas decenas de kilómetros sobre una estrella situada a unos 150 millones de kilómetros de nosotros. Esa capacidad de resolución ha abierto una ventana a fenómenos que permanecían ocultos en escalas demasiado pequeñas para los instrumentos anteriores.
Y lo que aparece al ampliar las imágenes resulta sorprendente: pequeños remolinos de plasma, semejantes a diminutos torbellinos. Se concentran especialmente en los bordes de regiones donde se acumula el campo magnético solar y, en algunos lugares, están acompañados por estrechas franjas oscuras. No se trata simplemente de una textura curiosa de la fotografía. Es la huella visible de un fenómeno físico conocido como inestabilidad de Kelvin-Helmholtz.
Siglo y medio esperando una confirmación
El nombre procede de los físicos William Thomson, Lord Kelvin, y Hermann von Helmholtz, que estudiaron en el siglo XIX un mecanismo que aparece cuando dos fluidos —o dos capas de un mismo fluido— se desplazan a velocidades diferentes. El rozamiento entre ambas capas genera una diferencia de velocidad, llamada cizalladura, que puede amplificar pequeñas perturbaciones hasta convertirlas en estructuras ondulantes y espirales. Un ejemplo cotidiano puede encontrarse en la atmósfera terrestre, en determinadas formaciones de nubes, o en las ondas que aparecen cuando capas de agua se deslizan unas sobre otras.
En el Sol, sin embargo, el «fluido» es plasma: gas tan caliente que sus átomos están ionizados y cuyo comportamiento está íntimamente ligado a los campos magnéticos. Las nuevas observaciones muestran que, en los límites de las concentraciones magnéticas, corrientes de plasma que se mueven a distintas velocidades generan estos diminutos remolinos. Las imágenes y las secuencias temporales coinciden además con simulaciones informáticas, incluida la separación media entre los vórtices, proporcionando una confirmación experimental de una predicción que llevaba alrededor de 150 años esperando ser observada directamente.
La importancia del descubrimiento va mucho más allá de conseguir una fotografía más nítida. Los investigadores creen que estas inestabilidades pueden favorecer una intensa mezcla de plasma, energía, cantidad de movimiento y flujo magnético. Al retorcer y entrelazar las líneas del campo magnético, podrían contribuir a almacenar y transportar energía hacia las capas superiores de la atmósfera solar.
La atmósfera es mucho más caliente que la superficie
Y aquí aparece uno de los grandes enigmas de la física solar: la corona, la atmósfera exterior del Sol, alcanza temperaturas de alrededor de un millón de grados Celsius, mientras que la superficie visible es mucho más fría. Parece paradójico: ¿cómo puede la atmósfera situada por encima de la superficie estar cientos de veces más caliente? Las nuevas observaciones ofrecen una posible pieza del rompecabezas, aunque no constituyen por sí solas la solución definitiva al problema del calentamiento coronal.
La misma maquinaria magnética también está relacionada con algunos de los fenómenos más violentos del Sol. La energía acumulada en sus campos puede liberarse mediante fulguraciones solares y eyecciones de masa coronal, lanzando enormes cantidades de partículas y radiación al espacio. Cuando alcanzan la Tierra, pueden producir tormentas geomagnéticas capaces de afectar a satélites, comunicaciones y redes eléctricas.
Así, esta imagen extraordinaria no muestra simplemente una superficie solar con más detalle que nunca. Muestra algo más profundo: el Sol como un océano de plasma en permanente agitación, donde remolinos de apenas unas decenas de kilómetros pueden participar en procesos capaces de influir en toda la atmósfera de nuestra estrella y, finalmente, en el entorno espacial de la Tierra.
Fuentes: National Solar Observatory (Daniel K. Inouye Solar Telescope), Live Science.
