La investigación sobre los fenómenos solares y su interacción con las partículas cargadas ha dado un paso significativo gracias al trabajo de Thomas Do, un estudiante de posgrado en astronomía en la Universidad Estatal de Michigan. Su reciente estudio, publicado en The Astrophysical Journal, presenta un modelo que predice cómo se aceleran y escapan las partículas en diversas circunstancias, superando las limitaciones de modelos anteriores que se habían utilizado durante aproximadamente 50 años.
El sol, con temperaturas que oscilan entre los 5,500 y los 2 millones de grados Celsius en su superficie y atmósfera, emite continuamente un flujo de plasma compuesto principalmente de protones y electrones. Este fenómeno, conocido como viento solar, es crucial para entender cómo las partículas cargadas interactúan con otros eventos energéticos que ocurren en nuestro sistema solar, como las explosiones de supernova.
Un modelo innovador para la aceleración de partículas
El nuevo modelo de Do se centra en las eyecciones de masa coronal, que son explosiones masivas de energía del sol. Estas eyecciones pueden crear ondas de choque que aceleran las partículas cargadas a velocidades extremadamente altas. Según Do, «a medida que estas partículas son impulsadas hacia el espacio, interactúan con las ondas de choque, ganando energía en el proceso». Este fenómeno puede llevar a que algunas partículas logren escapar completamente del campo gravitacional del sol.
El enfoque anterior en el estudio de estas partículas se limitaba a aquellas de alta energía, dejando de lado a las partículas de menor energía que también podrían jugar un papel importante en estos eventos. La investigación de Do y su colega Federico Fraschetti no solo amplía el rango de energía considerado, sino que también proporciona un conjunto de ecuaciones que permiten predecir con mayor precisión cómo las partículas se aceleran y cuántas logran escapar en diferentes niveles de energía.
El modelo fue puesto a prueba durante un evento solar significativo que ocurrió el 5 de septiembre de 2022, cuando la sonda Parker Solar Probe de la NASA se encontraba en una de sus aproximaciones más cercanas al sol. La sonda registró datos cruciales sobre la velocidad y temperatura de las partículas, corroborando las predicciones del nuevo modelo. Fraschetti destacó que «teníamos una expectativa física sobre lo que ocurre con las ondas de choque jóvenes cerca del sol, y ahora hemos conseguido validar esa expectativa con datos concretos».
Este avance no solo representa un logro en el ámbito de la astrofísica, sino que también tiene implicaciones prácticas para la tecnología espacial. Comprender mejor cómo las partículas cargadas se comportan en el entorno solar puede ayudar a mitigar los efectos adversos de las tormentas solares en satélites y otras infraestructuras tecnológicas en órbita.
Más información: Thomas M. Do et al, Time-dependent Acceleration and Escape of Charged Particles at Traveling Shocks in the Near-Sun Environment, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad93b2
