Así como es posible observar los eclipses totales de Sol en el espectro de luz visible, es posible también hacer imágenes del mismo fenómeno a través de ondas de radio. Cómo es esto posible y qué información podemos obtener de nuestro Sol mediante dichas imágenes son algunas de las cuestiones que abordaremos aquí.
Antes de pasar a los detalles, permítasenos recordar un par de conceptos del espectro electromagnético y de nuestro Sol. Toda radiación (o emisión) electromagnética es caracterizada por una longitud de onda o frecuencia. El ejemplo más inmediato de esta radiación, por ser nuestros ojos sensibles a ella, es la luz del espectro visible. Con longitudes de onda que van desde los 380 hasta los 750 nanómetros, aproximadamente, nuestros ojos reciben y perciben ese intervalo en colores que van desde el violeta hasta el rojo. Además de la luz visible, el infrarrojo, ultravioleta, rayos X y gamma, la emisión de radio y las microondas también forman parte del espectro electromagnético. Ver Figura 1 para una comparación entre las longitudes de onda de las diversas componentes de este espectro.
Al igual que muchos de los astros que pueblan la bóveda celeste, nuestro Sol emite radiación electromagnética a varias longitudes de onda, desde el radio hasta los rayos gamma. En este texto nos ocupamos de la emisión en la banda de radio, con longitudes de onda desde miles de kilómetros hasta aproximadamente 1 milímetro. Así que, ¿cómo es que el Sol emite radiación electromagnética en frecuencias de radio? El proceso físico para que esto ocurra se llama girosincrotrón, el cual funciona de la siguiente forma.
La atmósfera del Sol, análoga a la terrestre, tiene una densidad alta de partículas cargadas (principalmente electrones) que se mueven entre el campo magnético propio de nuestra estrella. El siguiente fenómeno físico tiene lugar en este sistema. La interacción con el campo magnético fuerza a los electrones a moverse en espiral a lo largo de las líneas formadas por este campo. El efecto inmediato es que los electrones son acelerados, lo cual a su vez los hace emitir radiación electromagnética. Dicha emisión abarca longitudes de onda o frecuencias que van desde las ondas de radio hasta las microondas.
Qué frecuencias en específico tendrá la radiación resultante depende de la intensidad y estructura del campo magnético, la energía de los electrones y las condiciones físicas en la atmósfera solar. Este mecanismo de emisión girosincrotrón opera en varias regiones solares, incluyendo la corona, que es la parte más exterior de la atmósfera del Sol, y las llamadas explosiones solares. Ver Figura 2 para un esquema de las diferentes componentes de la atmósfera Solar.
Ahora, la otra pregunta que nos ocupa es: ¿Qué podemos aprender de la emisión del Sol en radio durante un eclipse solar?
Observaciones en radio durante un eclipse total de Sol permiten el estudio de la corona, la cual está compuesta de plasma muy tenue a temperaturas extraordinarias de varios millones de grados centígrados. La observación es posible debido a que, durante el eclipse, la fotosfera, que es lo que conocemos como la superficie del Sol y que lo hace tan brillante, queda bloqueada, permitiendo una mejor observación de la corona que se extiende a mayores alturas en la atmósfera y por ende sigue siendo visible.
La emisión de ondas de radio de la corona permite calcular propiedades físicas tales como temperatura y densidad, además de la estructura del campo magnético. Ya que diferentes frecuencias emitidas por la corona corresponden a diferentes temperaturas, es posible cartografiar cambios de temperatura e identificar y estudiar con más detalle regiones de interés.
Uno de tales estudios a detalle es viable debido a que la emisión de la corona es cambiante en el tiempo. Así, es posible indagar sobre perturbaciones o reconfiguraciones del campo magnético, tanto en el Sol como alrededor de éste, a partir de cambios en la emisión de radio durante un eclipse. En particular, y en el lado extremo de dichos cambios, los estallidos y protuberancias del Sol emiten ráfagas de ondas de radio. Un eclipse brinda así la oportunidad para monitorear la intensidad y características de tales fenómenos extremos.
Otra componente del sistema dinámico que es nuestro Sol es el llamado viento solar, el cual está formado por un continuo de partículas cargadas que son arrojadas por el astro rey al espacio interplanetario. Resulta que este viento también emite ondas de radio, así que es posible monitorear los posibles cambios en su emisión durante un eclipse.
Recientemente, se pudieron hacer imágenes en radio de la corona solar durante el eclipse anular de octubre de 2023 (ver Figura 3 y enlace abajo). Este es un logro muy importante que siembra las bases para poder estudiar más la atmósfera solar sin tener que esperar a observar solamente durante eclipses totales, que en general son poco frecuentes.
Las observaciones de radio ofrecen una oportunidad única para estudiar la atmósfera externa del sol, sus campos magnéticos y procesos dinámicos. Como en otras ramas de la astrofísica moderna, estas observaciones son agregadas a las obtenidas a otras longitudes de onda para obtener un panorama más rico y completo de la bóveda celeste.
Más informaciónhttps://scitechdaily.com/astronomers-capture-first-radio-images-of-a-ring-of-fire-solar-eclipse/ (inglés)
Etiquetas: IRYA, Viento solar, BUM 106, 2023, Eclipse solar