Una subcategoría se distingue por el hecho de que un flare localizado en la atmósfera del Sol desencadena otro en otro lugar, en una longitud y latitud diferentes. Se les llama flares simpáticos. Sin embargo, hasta ahora no se había establecido ninguna prueba estadísticamente robusta de su existencia.
Este video (haz clic en la imagen para ver la animación) muestra el desencadenamiento de un primer flare solar seguido, aproximadamente 30 minutos después, por un segundo flare en la región activa adyacente. Este fenómeno de flares sucesivos se llama flare simpático. Ocurre cuando dos regiones activas están separadas por unos 30°, una distancia angular que permite la conectividad magnética entre estas regiones. Esta conectividad se representa aquí con líneas azules (emergencia del campo magnético) y rojas (inmersión del campo magnético).
Este video fue realizado a partir de imágenes capturadas por el Solar Dynamics Observatory (SDO), en la banda 131 Å, con el instrumento Atmospheric Imaging Assembly, los días 23 y 24 de octubre de 2013, durante un período de 3h30.
Crédito: Louis-Simon Guité/Solar Dynamics Observatory.
Un equipo de investigadores afiliado al Departamento de Astrofísica del CEA Paris-Saclay y al Departamento de Física de la Universidad de Montreal, en Canadá, ha demostrado por primera vez que los flares simpáticos se desencadenan en un intervalo de 30 minutos, involucrando regiones activas separadas por unos 30°. Esta distancia corresponde al típico espacio entre los dos puntos de anclaje de las bucles magnéticas, sugiriendo que estos flares son causados por la conectividad magnética entre estas regiones activas.
Este fenómeno afecta aproximadamente al 5 % de las erupciones solares situadas en un mismo hemisferio. Por el contrario, cuando las regiones activas están separadas por el ecuador solar, el fenómeno se invierte: el campo magnético inhibiría las erupciones en lugar de favorecerlas. Este fenómeno, llamado flares antipáticos, se reporta por primera vez en este artículo.
Este estudio ha sido publicado en la revista Astronomy & Astrophysics: “Flaring together: A preferred angular separation between sympathetic flares on the Sun”. Además, una de las figuras del estudio ilustrará la portada de una edición mensual de la revista A&A.
Las erupciones solares: un fenómeno observado desde hace mucho tiempo pero aún poco comprendido
Mencionadas por primera vez por astrónomos chinos alrededor del 25 a.C., las manchas solares son regiones activas donde el campo magnético solar atraviesa la superficie de nuestra estrella, congelando el plasma en el proceso. Al detenerse la renovación del plasma por convección, estas zonas se enfrían y aparecen oscuras en contraste con el resto de la superficie, más caliente.
El número y el tamaño de estas manchas solares están relacionados con el ciclo magnético del Sol, que tiene un período promedio de aproximadamente 11 años entre dos máximos. Durante las fases de máxima actividad, como es el caso actual, la actividad solar puede ser particularmente intensa, con un gran número de manchas solares cuyo tamaño puede alcanzar varias veces el diámetro de la Tierra, haciéndolas visibles a simple vista con el equipo adecuado.
El campo magnético concentrado en estas regiones activas contiene una inmensa cantidad de energía, que puede liberarse en forma de flares, intensas emisiones de radiación luminosa, o eyecciones de masa coronal, eyecciones de materia extremadamente energéticas. Estos fenómenos se encuentran entre los más energéticos de nuestro sistema solar.
En 1951, el científico Richardson y su equipo descubrieron que un flare emitido por una región activa podía desencadenar casi simultáneamente otro en una región activa cercana (ver Video). Este fenómeno, llamado flare simpático, no había sido establecido con certeza desde un punto de vista estadístico en el Sol, y los mecanismos subyacentes seguían siendo poco comprendidos.
Probabilidad normalizada de ocurrencia de flares sucesivos provenientes de regiones activas situadas en el mismo hemisferio, en función de la separación angular entre estas regiones y del tiempo de espera entre dos flares (tiempo de espera). La curva negra sólida revela un exceso significativo de erupciones cuando las regiones activas están separadas por unos 30°. Este exceso es particularmente marcado cuando el intervalo de tiempo entre dos erupciones es de alrededor de 30 minutos. Este fenómeno se llama flare simpático.
Crédito: Louis-Simon Guité.
Los flares simpáticos examinados al detalle
Para evaluar este fenómeno de manera estadística, los investigadores analizaron un amplio conjunto de erupciones solares ocurridas durante los dos últimos ciclos solares. Estas observaciones se realizaron gracias a tres misiones espaciales: el Solar Dynamics Observatory (SDO), RHESSI y Solar Orbiter, utilizando el instrumento STIX, cuyos detectores Caliste fueron desarrollados en el CEA-IRFU.
Los investigadores primero observaron que los flares simpáticos representan aproximadamente el 5 % de las erupciones solares, demostrando estadísticamente que las regiones activas pueden interactuar entre sí, lo que aumenta la tasa de erupciones solares.
Luego midieron, por primera vez, que la distancia típica entre dos regiones activas que originan estas erupciones simpáticas es de unos 30 grados. También determinaron que el intervalo de tiempo que separa dos erupciones sucesivas es inferior a 30 minutos (ver Figura 2).
Finalmente, para comprender el origen de este fenómeno, midieron, en todo el disco solar, la distancia promedio entre los puntos de anclaje de las bucles magnéticas, es decir, las zonas donde el campo magnético emerge y vuelve a la superficie. Sorprendentemente, esta distancia, estimada en 30 grados, coincide con la que separa las regiones activas que originan los flares simpáticos. Esta correlación permitió atribuir la causa de este fenómeno a la conectividad magnética entre dos regiones activas.
Flares no siempre simpáticos
Mientras que los flares simpáticos provocan un exceso de erupciones cuando las regiones activas están separadas por 30°, los investigadores se sorprendieron al observar que cuando estas regiones activas estaban separadas por el ecuador, la cantidad de erupciones disminuía significativamente (ver Figura 3). Esta inhibición de los flares podría explicarse por la diferencia en la configuración del campo magnético entre los dos hemisferios. Este fenómeno, identificado por primera vez en este estudio, ha sido bautizado como flares antipáticos.
Este descubrimiento inédito plantea preguntas fascinantes sobre los mecanismos físicos detrás de las erupciones solares simpáticas y antipáticas, abriendo así nuevas perspectivas para futuras investigaciones.
Probabilidad normalizada de ocurrencia de flares sucesivos provenientes de regiones activas situadas en hemisferios opuestos, en función de la distancia angular entre estas regiones. La curva azul destaca una disminución significativa en el número de flares cuando las regiones activas están separadas por unos 30° y situadas a ambos lados del ecuador solar. Este fenómeno, en contraste con el flare simpático (ver Figura 2), se llama flare antipático.
Crédito: Louis-Simon Guité.