Investigación

El equipo de investigación del Departamento de Física de la Universidad de Santiago publicó un estudio que amplía, de forma inédita, el conocimiento sobre el comportamiento termodinámico del viento solar en las cercanías del Sol.

El análisis, publicado en la prestigiosa revista internacional Astronomy & Astrophysics, fue liderado por Matilde Coello-Guzmán como autora principal y permitió observar, por primera vez, el comportamiento inestable del viento solar a menos de 0,1 unidad astronómica (UA) del Sol.

La académica del Departamento de Física Usach contó con la participación de Víctor Pinto, quien también es parte del Departamento de Física Usach, y la colaboración de Roberto Navarro, de la Universidad de Concepción, y Pablo Moya, del grupo Planets del Departamento de Física de la Universidad de Chile.

UN VIENTO SOLAR MÁS "JOVEN" Y MENOS CONOCIDO

El viento solar es el flujo constante de partículas cargadas que el sol expulsa hacia el espacio. Su comportamiento a la altura de la Tierra a una distancia conocida como 1 UA es bien conocido gracias a décadas de mediciones.

Lo que hasta ahora era mucho más difícil de observar era cómo se comporta ese mismo viento solar recién salido del sol, antes de que el viaje por el espacio termine de moldearlo.

Gracias a los datos de la sonda Parker Solar Probe, que ha volado más cerca del sol que cualquier otro objeto construido por el ser humano, el equipo logró extender el estudio de estos fenómenos hasta menos de 0,1 UA de distancia del Sol, superando ampliamente el límite anterior de 0,3 UA.

"Para los iones del viento solar que se encuentran a 1 unidad astronómica de distancia, los tipos de inestabilidades presentes son bien conocidos gracias a la gran cantidad de mediciones que ha sido posible hacer en las últimas décadas. Gracias a los datos novedosos de la sonda Parker Solar Probe, pudimos extender esa caracterización a la región cercana al Sol", explicó Matilde Coello-Guzmán.

El estudio se concentra en las llamadas inestabilidades del plasma: procesos físicos que limitan los estados posibles de este gas ionizado, transfiriendo energía desde la agitación térmica de las partículas hacia oscilaciones en los campos electromagnéticos que las rodean.

Los resultados muestran una diferencia clave respecto a lo que ocurre cerca de la Tierra. "Comprobamos predicciones teóricas que indicaban que cuando la presión magnética es más fuerte que la presión cinética, las inestabilidades que se producen deberían ser de propagación paralela. Encontramos una diferencia clara con la situación que ocurre a 1 UA, donde los efectos cinéticos dominan sobre los magnéticos, privilegiando inestabilidades de tipo oblicuo", detalló la investigadora Usach.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo combinó predicciones de la teoría cuasilineal con cálculos numéricos que permiten estimar los umbrales de presión cinética, magnética y energía libre en que se activan estas inestabilidades, integrando así el análisis de observaciones satelitales directas con la teoría física pura, dos enfoques que suelen desarrollarse por separado.

El equipo espera que estos resultados contribuyan a una caracterización macroscópica más completa del viento solar y posicionan a la ciencia chilena en el debate internacional sobre física del clima espacial. La experiencia, además, dio pie a nuevas colaboraciones internacionales, en el marco de las cuales el equipo ya está indagando en otros procesos termodinámicos que regulan el viento solar en las cercanías del Sol.