La corona del Sol está más caliente que la superficie del Sol, pero no más que su núcleo. La parte interior de una estrella se compone de un núcleo, una zona radiactiva, una tacoclina que es una capa muy finita, y finalmente una zona de convección que llega a la superficie. En el núcleo se fusionan átomos de hidrógeno a unas temperaturas de unos 15 millones de grados.
Esa reacción mediante la que el hidrógeno se convierte en helio es la que proporciona energía al Sol. La energía va saliendo del núcleo en forma de fotones, atraviesa todas las capas y, después de muchísimos años, los fotones consiguen llegar hasta la superficie. Hay que recordar que la superficie de una estrella no es sólida, es una bola de gas. Y a partir de la superficie empieza la atmósfera del Sol que es muy diferente a la de la Tierra.
Lo chocante es que mientras que la superficie del Sol está a unos 5.800 °C, lo que se llama corona solar está a millones de grados. Y esto es muy anti intuitivo, para todo el mundo, para el público en general y también para las personas que nos dedicamos a la ciencia. En una fuente de calor, como el Sol, a medida que nos alejamos de su superficie la temperatura debería ir bajando. Y eso en el Sol no ocurre. Es un problema que lleva unos setenta años dando quebraderos de cabeza a las físicas y los físicos solares. Y el problema no está resuelto.
Hay bastantes teorías, todas factibles. En el año 2000 unos físicos solares hicieron una exhaustiva recopilación de los modelos que explican por qué la corona está tan caliente y encontraron unos 22 modelos y todos son plausibles. Yo creo que el grupo que lo resuelva ganará el Nobel de Física.
Teorías
Es interesante saber también cómo se descubrió esto. Hace 70 años, durante un eclipse de Sol, que es la única ocasión en la que podemos ver realmente la corona sólar, el físico sueco Bengt Edlén vio unos colores, unas líneas espectrales, y en el laboratorio comprobó que esas emisiones solo se pueden dar si la temperatura es de millones de grados. Era algo muy chocante. De hecho hubo muchos que creyeron que era imposible. Pero la investigación demostró que Edlén estaba en lo cierto y hoy no tenemos ninguna duda de que la temperatura de la corona solar es de millones de grados.
Entre las teorías que lo explican hay dos escuelas. Eugene Parker que es un físico solar muy importante desarrolló una hipótesis en los años setenta y ochenta con la que se podría explicar este calentamiento por un fenómeno al que se llama nanoflares, cuya traducción al español sería nanollamaradas. La atmósfera del Sol está completamente invadida por campos magnéticos que provienen del interior solar. Por lo tanto tenemos una especie de alfombra que sería la superficie del Sol llena de líneas de campos magnéticos que suben hacia la atmósfera solar y que se están moviendo constantemente.
En algunos momentos, estas líneas de campo magnético se acercan enormemente y pueden incluso cruzarse. Cada vez que estas líneas se entrecruzan, liberan energía. Les llaman nano porque serían como un billón de veces menos energéticas que las flares normales del Sol, esas llamaradas que se producen de vez en cuando y que llegan incluso a afectar a las comunicaciones terrestres. Las de la teoría de Parker serían mucho más pequeñas, pero se producirían mucho más frecuentemente y por todas partes. Lo que dice la teoría es que estas pequeñas explosiones serían las que provocan el calentamiento de la corona.
La otra gran teoría es la de las ondas de Alfvén por un físico solar sueco que se llamaba Hannes Alfvén. Esta se basaría en ondas que también salen de la superficie solar. Esas ondas se propagarían por las líneas de campo y harían que el plasma que se encuentran en su camino entre en resonancia y se mueva hacia los lados de manera que va disipando energía. Y esa energía sería la que calentaría la corona solar.
En los últimos años se han publicado trabajos que confirman observacionalmente la existencia de ondas de Alfven y de nanoflares. Pero aún está por ver si estos fenómenos son los responsables del calentamiento de la corona solar. Mi opinión personal es que probablemente sea una combinación de diferentes fenómenos.
Ada Ortiz Carbonell es doctora en Física, investigadora en el campo de la astrofísica solar, forma parte del Comité Científico Asesor del Telescopio Solar Europeo y es científica de datos en Expert Analytics (Noruega).
Pregunta enviada vía email por José Flores
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