Protuberancias solares de 27 a 29 de enero de 2018.

La actividad solar ha vuelto a ser muy baja la pasada semana. Afortunadamente, hacia fines de semana, aparecieron un par de protuberancias interesantes en las proximidades del limbo solar. Las protuberancias son fenómenos de los más bellos y espectaculares. Aparecen en el limbo del Sol como nubes flameantes en la alta atmósfera y corona inferior y están constituidas por nubes de materia a temperatura más baja y densidad más alta que la de su alrededor. Las temperaturas típicas en su parte central caen en el rango de los 10.000 K a 30.000 K (una centésima parte, aproximadamente, de la temperatura coronal), mientras que las densidades típicas son unas 100 veces la de la corona ambiente. Por lo tanto, la presión del gas dentro de una protuberancia es aproximadamente igual a la de su alrededor, aunque la masa de un volumen dado de materia de una protuberancia es unas 100 veces mayor que el de un volumen equivalente de materia coronal a la misma altura.

Dichas protuberancias son nubes de gas ionizado sobre la superficie solar atrapadas entre regiones de campos magnéticos de polaridades opuestas.

Normalmente solo pueden verse las protuberancias en la luz de determinadas rayas de Fraunhofer, como la H alfa, pero durante un eclipse total pueden verse directamente en luz blanca. En los últimos años los instrumentos en el espacio han hecho posible el estudio de las protuberancias en el ultravioleta e incluso en longitudes de onda de los rayos X blandos. A las longitudes de onda del ultravioleta extremo y de los rayos X, se ven muchas veces las protuberancias como sombras oscuras sobre el fondo de la corona, ya que a estas longitudes de onda, la emisión coronal es mucho más alta que la de la materia relativamente fría de la protuberancia. En la imagen, vemos una muestra tomada con las cámaras de ultravioleta extremo de SDO 304 de protuberancias en el limbo noreste (una flecha verde) y especialmente en el limbo noroeste (dos flechas verdes) el pasado 27 de enero de 2018.

Los filamentos, que se conocían anteriormente como flóculos oscuros, son el mismo tipo de fenómeno que las protuberancias; la única diferencia entre ambos es en el modo en que son visibles, en emisión o en absorción. Las protuberancias se ven en emisión en el limbo porque su temperatura relativamente baja y su densidad relativamente alta aseguran que, comparado con el fondo, hay una concentración de átomos de hidrógeno no ionizado, que son responsables de la emisión H alfa. Por lo tanto, a estas longitudes de onda la emisión de la protuberancia excede en mucho el brillo de fondo de la corona.

                Sin embargo, vistas sobre el fondo brillante del disco, predomina la absorción producidas por estas nubes, y se ven como filamentos oscuros sobre el fondo del disco (todos los comentarios posteriores sobre protuberancias o filamentos deben considerarse aplicables a ambos tipos de fenómenos).

                Las protuberancias dan la impresión de estar formadas por materia que es lanzada hacia arriba desde la cromosfera, pero, de hecho, la mayor parte es materia que se condensa de la corona y fluye hacia abajo hacia la cromosfera, aunque también existen protuberancias del tipo anterior.

Con el mencionado filtro AIA 304, podemos observar el plasma solar (partículas cargadas) a temperaturas en torno a los 80.000 grados. El plasma en la alta cromosfera y la parte baja de la región de transición hacia la corona emite en esta longitud de onda. Dicha temperatura es mayor que la del plasma que vemos en hidrógeno alfa (a 656,3 nm; sobre los 10.000 grados) pero mucho más fría que la que se aprecia en el ultravioleta extremo (EUV) con los filtros adecuados (en SDO los AIA de 193, a unos 1.3 millones de grados). Por lo tanto, estas “frías” protuberancias observadas en 30,4 nm (imágenes de abajo a la izquierda) son de alguna forma más energéticas que las comparadas en H alfa, mientras son prácticamente inapreciables con filtros para bandas más calientes (como el AIA 193 de SDO, imagen de abajo a la derecha). En dichas imágenes, se llegan a apreciar éstas como débiles estructuras más oscuras contra el fondo brillante del fondo coronal.

Durante tres días (del 27 al 29 de enero de 2018) las imágenes de AIA 304 muestran de forma evidente los trozos de protuberancias interactuando entre sí gradualmente de forma más intensa, desarrollando una especie de hermosa danza conforme se conectaban mediante puentes de plasma. En el filtro AIA 193, las partes más densas -apenas visibles- de dichas estructuras se atenuaban gradualmente del campo visual. Es interesante apreciar estos cambios en imágenes de vídeo.

Sobre el limbo noreste, una protuberancia menor y menos dinámica se mantuvo visible. Por el contrario, era más densa que la del limbo noroeste y por lo tanto más fácilmente visible contra el fondo más brillante de la corona en el filtro AIA 193. Con dicho filtro, se puede apreciar una estructura prácticamente semicircular en torno a dicha protuberancia (ver imágenes inferiores). A esto se le conoce como cavidad coronal asociada a la protuberancia. Y la asociación entre protuberancias y cavidades coronales es muy frecuente. Dichas cavidades se pueden identificar con las regiones más altas de los canales del filamento o protuberancia. Aparecen más oscuros que la corona que los rodea, porque tienen entre un 30 y un 50 por ciento menos en partículas y están a mayor altura que las protuberancias o filamentos. Dichas estructuras son un campo de investigación muy interesante y en evolución en el momento presente, ya que el desarrollo del conjunto de filamento y cavidad se cree tiene relación con la formación y evolución de las CME y porque se ha podido observar que realmente se dan en las erupciones de dichas CMEs.

Fuentes: SIDC, ESA, SDO.

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