Científicos descubren materia exótica en la atmósfera del sol

Una llamarada solar capturada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA en 2015. Crédito: NASA / SDO.

Científicos de Irlanda y Francia anunciaron un nuevo descubrimiento importante sobre cómo se comporta la materia en las condiciones extremas de la atmósfera solar. 

Los científicos utilizaron grandes radiotelescopios y cámaras ultravioletas en una nave espacial de la NASA para comprender mejor el "cuarto estado de la materia" exótico, pero poco comprendido. Conocido como plasma, este asunto podría ser la clave para desarrollar generadores de energía nuclear seguros, limpios y eficientes en la Tierra. Los científicos publicaron sus hallazgos en la principal revista internacional Nature Communications. 

La mayor parte de la materia que encontramos en nuestra vida cotidiana se presenta en forma de sólido, líquido o gas, pero la mayoría del Universo está compuesto de plasma, un fluido altamente inestable y cargado eléctricamente. El sol también está formado por este plasma. 

A pesar de ser la forma más común de materia en el Universo, el plasma sigue siendo un misterio, principalmente debido a su escasez en las condiciones naturales de la Tierra, lo que dificulta su estudio. Los laboratorios especiales en la Tierra recrean las condiciones extremas del espacio para este propósito, pero el Sol representa un laboratorio completamente natural para estudiar cómo se comporta el plasma en condiciones que a menudo son demasiado extremas para los laboratorios construidos manualmente en la Tierra. 

El Dr. Eoin Carley, investigador postdoctoral en el Trinity College de Dublín y en el Instituto de Estudios Avanzados de Dublín (DIAS), lideró la colaboración internacional. Dijo: "La atmósfera solar es un hervidero de actividad extrema, con temperaturas de plasma de más de 1 millón de grados centígrados y partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz. Las partículas de la velocidad de la luz brillan con fuerza en las longitudes de onda del radio, por lo que somos capaces de para controlar exactamente cómo se comportan los plasmas con los grandes radiotelescopios ". 

"Trabajamos estrechamente con científicos en el Observatorio de París y realizamos observaciones del Sol con un gran radiotelescopio ubicado en Nançay, en el centro de Francia. Combinamos las observaciones de radio con cámaras ultravioleta en la nave espacial del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA para mostrar que El sol a menudo puede emitir una luz de radio que emite pulsos como una casa de luz. Hace décadas que conocemos esta actividad, pero el empleo del equipo espacial y terrestre nos permitió obtener imágenes de los pulsos de radio por primera vez y ver exactamente cómo funcionan los plasmas y se vuelen inestable en la atmósfera solar ". 

El estudio del comportamiento de los plasmas en el Sol permite una comparación de cómo se comportan en la Tierra, donde se está realizando un gran esfuerzo para construir reactores de fusión por confinamiento magnético. Estos son generadores de energía nuclear que son mucho más seguros, más limpios y más eficientes que sus primos reactores de fisión que actualmente usamos para energía. 

El profesor de DIAS y colaborador en el proyecto, Peter Gallagher, dijo: "La fusión nuclear es un tipo diferente de generación de energía nuclear que fusiona los átomos de plasma, en lugar de separarlos como la fisión. La fusión es más estable y segura, no requiere combustible altamente radioactivo; de hecho, gran parte del material de desecho de la fusión es helio inerte ". 

"El único problema es que los plasmas de fusión nuclear son altamente inestables. Tan pronto como el plasma comienza a generar energía, algunos procesos naturales desconectan la reacción. Si bien este comportamiento de apagado es como un interruptor de seguridad inherente, los reactores de fusión no pueden formar reacciones fuera de control. "También significa que el plasma es difícil de mantener en un estado estable para la generación de energía. Al estudiar cómo los plasmas se vuelven inestables en el Sol, podemos aprender cómo controlarlos en la Tierra". 

El éxito de esta investigación fue posible gracias a los estrechos vínculos entre los investigadores de Trinity, DIAS y sus colaboradores franceses. 

La Dra. Nicole Vilmer, colaboradora principal del proyecto en París, dijo: "El Observatorio de París tiene una larga historia de hacer observaciones de radio del Sol desde la década de 1950. Al asociarnos con otros grupos de radioastronomía de Europa, somos capaces de haga descubrimientos innovadores como este y continúe el éxito que tenemos en la radioastronomía solar en Francia. También fortalece la colaboración científica entre Francia e Irlanda, que espero continúe en el futuro ". 

El Dr. Carley trabajó anteriormente en el Observatorio de París, financiado por una beca otorgada por el Irish Research Council y la Comisión Europea. Hoy continúa trabajando estrechamente con sus colegas franceses, y espera estudiar pronto los mismos fenómenos utilizando instrumentos franceses y equipos de última generación recientemente construidos en Irlanda. 

El Dr. Carley agregó: "La colaboración con científicos franceses está en curso y ya estamos avanzando con los radiotelescopios de nueva construcción en Irlanda, como el Irish Irr Frequency Array (I-LOFAR). I-LOFAR se puede usar para descubrir nuevo plasma La física en el Sol con mucho más detalle que antes, nos enseña cómo se comporta la materia en ambos plasmas en el Sol, aquí en la Tierra y en todo el Universo en general ". 

Fuente: Trinity College Dublin,