MESSENGER logra la observación más cercana de las llamaradas solares de neutrones

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Llamarada solar
Esta llamarada solar de clase X9 fue observada por la Cámara Solar de Rayos-X a bordo del satélite GOES-13 de NOAA el 5 de diciembre de 2006. La llamarada observada por el Espectrómetro de Neutrones de la nave MESSENGER el 31 de diciembre de 2007 fue una llamarada de la clase M-2, la cual es considerablemente menor. Los científicos de MESSENGER esperan observar muchas más llamaradas a lo largo de 2012 cuando la actividad solar se incrementará a lo largo del ciclo solar 24. Crédito: Centro de Predicción de Clima Espacial de NOAA

El 31 de diciembre de 2007, el Sol salió de su periodo relativamente tranquilo entre los ciclos solares 23 y 24 para generar una llamarada solar que expulsó neutrones de alta energía al espacio interplanetario.

El Espectrómetro de Neutrones que vuela a bordo de la nave MESSENGER registró el evento, dando a los científicos una primera mirada cercana a la producción de neutrones procedentes de una llamarada solar. De hecho, fue la primera vez que los científicos detectaban neutrones solares a menos de 1 UA del Sol. Una UA es una Unidad Astronómica, es la distancia media entre la Tierra y el Sol (unos 150 millones de kilómetros).

Cuando estalló la llamarada, MESSENGER estaba volando a aproximadamente media UA, dijo William C. Feldman, Científico Senior en el Instituto de Ciencia Planetaria consede en Tucson y autor principal del artículo en la revista Journal of Geophysical Research, el cual incluye un análisis inicial de datos recopilados por MESSENGER durante y después de la llamarada. Tal artículo se encuentra ya impreso y se titula “Evidence for Extended Acceleration of Solar Flare Ions from 1-8-MeV Solar Neutrons Detected with the MESSENGER Neutron Spectrometer“. Feldman también es el Co-Investigador a Cargo del Espectrómetro de Neutrones, el cual es uno de los dos sensores del Instrumento de Rayos Gamma y Espectrómetro de Neutrones de MESSENGER.

Por primera vez, los científicos fueron capaces de observar directamente la emisión de neutrones de una llamarada solar de tamaño medio, dijo Feldman. Anteriormente, sólo los estallidos de neutrones procedentes de las llamaradas solares más potentes habían sido registrados en los espectrómetros de neutrones desde la Tierra o en la órbita cercana, añade. Estos estallidos normalmente durante entre 50 y 60 segundos en el Sol.

“Pero registramos los neutrones de esta llamarada a lo largo de un periodo de seis a diez horas”, dijo. “Y esto lo que nos dice es que al menos las llamaradas de tamaño medio producen de forma continua neutrones de alta energía en la corona solar”.

“A partir de este hecho, deducimos la producción continua de protones en el rango de 30 a 100-MeV (millones de electrón-voltios) debidos a la llamarada”, añade.

Aproximadamente el 90 por ciento de todos los iones producidos por una llamarada solar permanecen fijados al Sol en líneas magnéticas cerradas, pero da como resultado otra población procedente del decaimiento de los neutrones cerca del Sol. Esta segunda población de neutrones decaidos forma una semilla extendida de población en el espacio interplanetario que puede ser acelerada por las ondas de choque masivas producidas por las llamaradas, dijo Feldman.

“Por lo que el resultado importante es que tal vez tras muchos eventos de llamaradas pueden suceder dos cosas: una producción continua de neutrones a lo largo de un periodo extendido de creación y el sembrado de poblaciones de neutrones cerca del Sol que han decaido en protones”, explica. “Cuando las eyecciones de masa coronal (explosiones nucleares en la corona) envían ondas de choque al espacio, esta materia prima de protones son acelerados al espacio interplanetario”.

“Siempre ha estado la cuestión de por qué algunas eyecciones de masa coronal casi no producen protones energéticos que alcancen la Tierra, mientras que otras producen enormes cantidades”, añade. “Parece que esta siembra de poblaciones de protones energéticos cerca del Sol podría proporcionar la respuesta, debido a que es fácil acelerar un protón que ya tiene una energía de 1 MeV que un protón que está a 1 keV (el viento solar)”.

Las poblaciones germen no están equitativamente distribuidas, dijo Feldman. A veces están en el lugar adecuado para que las ondas de choque las envíen hacia la Tierra, mientras que en otras ocasiones están en posiciones donde los protones son acelerados en direcciones que no los llevan cerca de la Tierra.

La radiación producida por las llamaradas solares es más que un mero interés académica para la NASA, añade Feldman. Los protones energéticos procedentes de las llamaradas solares pueden dañar a los satélites que orbitan la Tierra y poner en peligro a los astronautas de la Estación Espacial Internacional o en misiones a la Luna y Marte.

“La gente de los programas de vuelo tripulado está muy interesada en ser capaz de predecir cuándo una eyección de masa coronal va a ser efectiva al generar niveles peligrosos de protones de alta energía que poducen un peligro por radiación a los astronautas”, comenta.

Para hacer esto, los científicos tienen que saber mucho más sobre los mecainsmos que producen las llamaradas y qué eventos de llamarada es probable que sean peligrosos. En algún punto esperan ser capaces de predecir el clima espacial – donde las precipitaciones son en forma de radiación – con la misma precisión que los hombres del tiempo predicen la lluvia o nieve en la Tierra.

MESSENGER proporciona datos significativos hacia este objetivo, señala Feldman. “Lo que vimos y publicamos es lo que esperamos que sea la primera de muchas llamaradas que podremos seguir a lo largo de 2012″, comenta. “La belleza de MESSENGER está en que va a estar activo desde el mínimo al máximo de actividad solar durante el ciclo 24, permitiéndonos observar el aumento del ciclo solar mucho más cerca del Sol que nunca antes”.

MESSENGER está actualmente orbitando al Sol entre las 0,3 y 0,6 UA en su camino hacia la entrada en la órbita alrededor de Mercurio en marzo de 2011. En Mercurio, estarán a menos de 0,45 UA del Sol durante todo un año terrestre.


Fecha Original: 22 de octubre de 2009
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