Solar Orbiter toma imágenes del Sol como nunca antes

Las últimas imágenes de la sonda Solar Orbiter muestran el Sol completo con un detalle sin precedentes. Se tomaron el 7 de marzo, cuando la nave estaba a medio camino entre la Tierra y nuestra estrella. Una de las fotografías es la de mayor resolución jamás tomada del disco del Sol y su atmósfera exterior, y en otras se registran sus distintas temperaturas.

Según los científicos de la misión, la percepción de fenómenos que hasta ahora no podían observarse en detalle da cuenta del enorme potencial de Solar Orbiter, que acaba de concluir la puesta en servicio durante sus primeros meses en el espacio.

“No son más que las primeras imágenes y ya podemos ver nuevos fenómenos de interés”, afirma Daniel Müller, científico del proyecto Solar Orbiter de la ESA. “No nos esperábamos unos resultados tan buenos ya al principio. También podemos ver cómo se complementan entre sí los diez instrumentos científicos, ofreciendo una imagen integral del Sol y su entorno”.

Solar Orbiter, lanzada el 10 de febrero de 2020, incluye seis instrumentos de detección remota (telescopios), que observarán el Sol y sus alrededores, y cuatro instrumentos in situ para sondear el entorno alrededor de la nave. Al comparar los datos de ambas clases de instrumentos, los científicos obtendrán información sobre cómo se genera el viento solar, la lluvia de partículas cargadas procedentes del Sol que afecta a todo el sistema solar.

Lo que hace única a Solar Orbiter es que, hasta ahora, ninguna otra misión había sido capaz de tomar imágenes desde cerca de la superficie solar.

Las imágenes más cercanas al Sol revelan nuevos fenómenos

Solar Orbiter toma imágenes del Sol como nunca antes

Una de las fotografías, tomada por el instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI, que opera en la región del ultravioleta extremo del espectro electromagnético) es la de mayor resolución obtenida del disco completo del Sol y de su atmósfera exterior, la corona, que tiene una temperatura de alrededor de un millón de grados Celsius. 

Solar Orbiter toma imágenes del Sol como nunca antes
Detalle de la imagen en alta resolución del Sol facilitada por Solar Orbiter. / ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI team; Data processing: E. Kraaikamp (ROB)

Un instrumento de Solar Orbiter ha proporcionado la imagen de mayor resolución del disco completo del Sol y su atmósfera exterior, la corona, jamás tomada

El telescopio de alta resolución del EUI capta imágenes de tan alta resolución espacial que, a esa distancia tan cercana, se necesita un mosaico de 25 imágenes individuales para cubrir todo el Sol. Tomadas una tras otra, la imagen completa se capturó durante más de cuatro horas, ya que cada mosaico tarda unos 10 minutos, incluyendo el tiempo que tarda la nave en apuntar de un segmento al siguiente.

En total, la fotografía final contiene más de 83 millones de píxeles en una cuadrícula de 9148 x 9112 píxeles. A modo de comparación, tiene una resolución diez veces mejor que la que puede mostrar una pantalla de televisión 4K. En la web de la ESA se puede hacer zoom en ella para ver todos los detalles.

En las posiciones de las 2 (cerca de la pequeña imagen de la Tierra al fondo) y de las 8 en los bordes del Sol, se pueden ver filamentos oscuros que se proyectan fuera de la superficie. Estas ‘prominencias’ son propensas a entrar en erupción, lanzando enormes cantidades de gas coronal al espacio y creando tormentas solares, importantes en los estudios de clima espacial.

Solar Orbiter toma imágenes del Sol como nunca antes

Imagen completa del Sol captada por Solar Orbiter. / ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI team; Data processing: E. Kraaikamp (ROB)

Otra imagen, tomada por el instrumento Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE), también representa la primera completa del Sol de este tipo en 50 años, y con mucho la mejor, tomada en la denominada longitud de onda Lyman-beta de la luz ultravioleta que emite el gas hidrógeno.

SPICE registró los datos durante la travesía y también había que reunirlos en forma de mosaico. Está diseñado para rastrear las capas de la atmósfera solar desde la corona hasta una capa conocida como cromosfera, acercándose a la superficie. El instrumento lo hace observando las diferentes longitudes de onda de la luz ultravioleta extrema que provienen de diferentes átomos.

En la secuencia de imágenes facilitada por SPICE, el color púrpura corresponde al hidrógeno gaseoso a una temperatura de 10 000 °C, el azul al carbono a 32 000 °C, el verde al oxígeno a 320 000 °C y el amarillo al neón a 630 000 °C.Solar Orbiter toma imágenes del Sol como nunca antes

Imágenes del Sol tomadas por el instrumento SPICE en varias longitudes de onda del espectro ultravioleta extremo, asociadas a diferentes capas de la atmósfera solar inferior. El color púrpura corresponde al gas hidrógeno a una temperatura de 10.000 °C, el azul al carbono a 32.000 °C, el verde al oxígeno a 320.000 °C y el amarillo al neón a 630.000 °C. / ESA & NASA/Solar Orbiter/SPICE team; Data processing: G. Pelouze (IAS).

Estos datos permitirán a los físicos solares estudiar las erupciones extraordinariamente potentes que tienen lugar en la corona a través de las capas atmosféricas inferiores, así como investigar una de las observaciones más desconcertantes sobre el Sol: cómo aumenta la temperatura a través de las capas atmosféricas ascendentes.

Investigar las extrañas diferencias de temperatura

Normalmente, la temperatura desciende a medida que nos alejamos de un objeto caliente. Pero por encima del Sol, la corona alcanza un millón de grados centígrados, mientras que la superficie sólo tiene unos 5.000 °C. Investigar este misterio es uno de los principales objetivos científicos de Solar Orbiter.

Los datos de Solar Orbitar ayudarán a investigar el misterio de por qué la corona del Sol alcanza un millón de grados centígrados mientras que la superficie solo tiene unos 5.000 °C

Como las imágenes se tomaron justo el 7 de marzo, precisamente cuando Solar Orbiter cruzó la línea Sol-Tierra, se pueden cotejar con las que captaron los instrumentos solares de la Tierra. Esto facilitará la comparación de los resultados de diferentes instrumentos y observatorios en el futuro.

La cara oculta del Sol

La Cámara de Imagen Polarimétrica y Heliosísmica (PHI) es otro avanzado instrumento a bordo de Solar Orbiter. Efectúa mediciones en alta resolución de las líneas del campo magnético en la superficie solar. Está diseñada para vigilar regiones activas del Sol, zonas con campos magnéticos especialmente fuertes que podrían dar lugar a fulguraciones.

Durante estas fulguraciones, el Sol libera ráfagas de partículas energéticas que fortalecen el viento solar que la estrella libera constantemente hacia el espacio. Cuando estas partículas interactúan con la magnetosfera terrestre, pueden provocar tormentas magnéticas capaces de perturbar las redes de telecomunicaciones y las infraestructuras eléctricas de tierra.

The Sun and its magnetic properties observed by the PHI instrument on Solar Orbiter.
The Sun and its magnetic properties observed by the PHI instrument on Solar Orbiter.

“Ahora mismo nos encontramos en una parte del ciclo solar de once años en que el Sol está muy tranquilo”, clarifica Sami Solanki, director del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga (Alemania) e investigador principal de PHI. “Pero como Solar Orbiter está a un ángulo del Sol distinto del de la Tierra, podríamos ver una región activa no observable desde nuestro planeta. Eso es algo totalmente nuevo; hasta ahora nunca habíamos podido medir el campo magnético de la cara oculta del Sol”.

Los magnetogramas, que muestran cómo varía la intensidad del campo magnético a lo largo de la superficie solar, podrían compararse después con las mediciones de los instrumentos in situ.

“El instrumento PHI mide el campo magnético en la superficie, mientras que con EUI vemos estructuras en la corona solar, pero también intentamos inferir las líneas del campo magnético que se extienden al medio interplanetario, donde se encuentra Solar Orbiter”, aclara José Carlos del Toro Iniesta, del Instituto de Astrofísica de Andalucía y coinvestigador principal de PHI.

Capturando el viento solar

Combining remote-sensing observations from SPICE with in situ measurements from SWA.
Combining remote-sensing observations from SPICE with in situ measurements from SWA.

Además, los cuatro instrumentos in situ de Solar Orbiter caracterizan las líneas del campo magnético y el viento solar que pasa junto a la nave.

Christopher Owen, del Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard del University College London e investigador principal del Analizador de Viento Solar in situ (SWA), añade: “Con esta información podemos calcular desde qué lugar del Sol se emitió esa porción concreta del viento solar, para luego usar el conjunto de instrumentos de la misión para revelar y comprender los procesos físicos que operan en las distintas regiones del Sol y que dan lugar a la formación del viento solar”.

“Estamos muy ilusionados con estas primeras imágenes, pero no son más que el principio”, añade Daniel. “Solar Orbiter ha comenzado un largo viaje por el sistema solar interior, y en menos de dos años se acercará mucho más al Sol. Al final, se aproximará a tan solo 42 millones de kilómetros, que es casi un cuarto de la distancia de la Tierra al Sol”.

“Los primeros datos ya están demostrando el potencial que ofrece esta exitosa colaboración entre agencias espaciales y la utilidad de contar con distintos tipos de imágenes para desvelar algunos de los misterios del Sol”, comenta Holly Gilbert, directora de la División de Ciencia Heliofísica del Centro de Vuelo Espacial Goddard y científica del proyecto Solar Orbiter de la NASA. 

A 'family portrait' of the first images and data from Solar Orbiter's ten instruments.
A ‘family portrait’ of the first images and data from Solar Orbiter’s ten instruments.

Solar Orbiter es una misión espacial de colaboración internacional entre la ESA y la NASA. Diecinueve Estados miembros de la ESA (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza) y la NASA han contribuido a la carga útil científica o la nave. El satélite ha sido construido por el contratista principal, Airbus Defence and Space, en el Reino Unido.

Enlace a la galería con las primeras imágenes de Solar Orbiter e información adicional:

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_s_first_images_reveal_campfires_on_the_Sun

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_s_first_view_of_the_Sun_image_gallery

Fuente: SINC y Agencia Espacial Europea

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