Primeras imágenes de turbulencias dentro de transitorios solares
La sonda solar Parker de la NASA ha capturado el desarrollo de turbulencias cuando una eyección de masa coronal (CME) interactuaba con el viento solar ambiental en el espacio circunsolar.
Este descubrimiento del instrumento WISPR (Wide-field Imager for Parker Solar Probe), basado en la ubicación única de esta nave espacial dentro de la atmósfera solar, se publica en el Astrophysical Journal.
Para sorpresa del equipo de WISPR, las imágenes de uno de los telescopios mostraron lo que parecían remolinos turbulentos, la llamada inestabilidad de Kelvin-Helmholtz (KHI). Estas estructuras han sido fotografiadas en la atmósfera terrestre como trenes de nubes en forma de ondas crecientes y son el resultado de una fuerte cizalladura del viento entre los niveles superior e inferior de la nube. Este fenómeno, aunque rara vez se observa, se cree que ocurre regularmente en la interfaz de los flujos de fluidos cuando surgen las condiciones adecuadas.
"Nunca anticipamos que las estructuras KHI pudieran desarrollarse a escalas lo suficientemente grandes como para ser fotografiadas en imágenes CME de luz visible en la heliosfera cuando diseñamos el instrumento", dijo en un comunicado Angelos Vourlidas, científico del Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), que opera WISPR.
Los resultados no sólo informan de un fenómeno extremadamente raro, incluso en la Tierra, sino que también abren una nueva ventana de investigación con importantes consecuencias para las comunidades civiles y del Departamento de Defensa (DOD).
"La turbulencia que da lugar a KHI juega un papel fundamental en la regulación de la dinámica de las CME que fluyen a través del viento solar ambiental. Por lo tanto, comprender la turbulencia es clave para lograr una comprensión más profunda de la evolución y la cinemática de las CME", dijo Paouris.
Por extensión, este conocimiento conducirá a una previsión más precisa de la llegada de CME a las proximidades de la Tierra y sus efectos en los activos espaciales civiles y del Departamento de Defensa, salvaguardando así a la sociedad y al combatiente.
"La obtención de imágenes directas de fenómenos efímeros extraordinarios como KHI con WISPR/PSP es un descubrimiento que abre una nueva ventana para comprender mejor la propagación de las CME y su interacción con el viento solar ambiental", dijo Paouris.
La sonda solar Parker de la NASA viaja más cerca del Sol que cualquier otra misión. Utiliza una serie de sobrevuelos de Venus para reducir gradualmente su perihelio de 36 radios solares en 2018 a 9,5 en 2025. La misión se acerca a su XIX perihelio el 30 de marzo de 2024 a una distancia de 11,5 radios solares del centro del Sol.
Al observar los datos, el equipo descubrió que la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz se excita en el límite entre la CME y el viento ambiental, ya que ambos fluyen a velocidades claramente diferentes. Las estructuras similares a vórtices resultantes se analizan con respecto a lo que predice la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, y se presentan inferencias sobre cuál debe ser la intensidad y densidad del campo magnético local para permitir tal inestabilidad en este entorno.