¿Por qué el Sol emite extraños rayos gamma?
Los rayos cósmicos, producidos en todo el Universo por fenómenos astrofísicos violentos como las explosiones de supernovas y cuásares, interactúan con la atmósfera solar y desencadenan una cascada de protones, electrones, neutrones, muones y radiación electromagnética. Esta gran cantidad de «mensajeros» secundarios y radiación inunda la atmósfera del Sol de rayos gamma. Sin duda esta radiación de alta energía es totalmente diferente de los rayos gamma generados por los procesos de fusión en el núcleo del Sol y que nunca alcanzan las capas externas antes de convertirse en una radiación de energía menor. «Un decenio de observaciones detalladas del Sol, mediante el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, han mostrado que los campos magnéticos solares deberían afectar considerablemente al modo en que los rayos cósmicos interactúan con la atmósfera solar. Los mecanismos precisos sobre cómo se producen flujos elevados de haces de rayos gamma de alta energía siguen siendo un misterio», señala Kenny Chun Yu Ng, coordinador del proyecto SolarIC, que recibió financiación en el marco de las Acciones Marie Skłodowska-Curie.
Descifrar el papel de los campos magnéticos
«Comprender los mecanismos de producción de rayos gamma podría proporcionar una nueva forma de estudiar los campos magnéticos del Sol», añade Ng. Las erupciones potentes cerca de la superficie del Sol, conocidas como «eyecciones de masa coronal» y provocadas por pliegues del campo magnético, son responsables en gran medida los fenómenos meteorológicos espaciales de la Tierra, desde las bonitas auroras boreales hasta los daños satelitales. Los rayos gamma solares pueden ciertamente servir de herramienta para vigilar fenómenos de meteorología espacial. Los investigadores, en el marco del proyecto SolarIC, simularon la propagación de los rayos cósmicos cerca de la atmósfera solar, teniendo en cuenta los campos magnéticos fuera de la atmósfera. «Por primera vez en la historia de la astronomía solar, hemos demostrado que los campos magnéticos por encima de la superficie solar producen rayos gamma de energía inferior (tomando como medida de energía unos mil millones de veces la energía de la luz visible). Curiosamente, los campos magnéticos doblan las trayectorias de los rayos cósmicos, lo cual crea circunstancias favorables para la producción de rayos gamma observables», explica Ng. Aunque los resultados de las simulaciones aportan indicios convincentes para algunos de los rayos gamma solares observados, todavía no es posible resolver el rompecabezas de los rayos gamma solares. «Para sorpresa de los científicos, el telescopio Fermi registró rayos gamma con un billón de veces más de energía que la luz visible durante el mínimo solar, es decir, la parte más tranquila del ciclo solar», señala Ng. «A partir de lo que hemos aprendido de este trabajo, se necesita un nuevo tipo de campo magnético solar, mucho más fuerte de lo que usábamos hasta ahora. En la actualidad, investigamos activamente cómo incorporar esta información en nuestras simulaciones». Mientras que el equipo de SolarIC desmitificaba el modo en qué los campos magnéticos impulsan la producción de rayos gamma, también se subrayó la necesidad de aportar nuevas ideas y estudios cuantitativos para explicar la radiación intensa del último mínimo solar. «A pesar de su proximidad y su gran importancia para la vida en la Tierra, el Sol sigue siendo todo un misterio. Los campos magnéticos solares son muy complejos, lo cual dificulta bastante la predicción de la propagación de rayos cósmicos en la atmósfera solar y, por lo tanto, la producción de rayos gamma», señala Ng. «Para hacerlo todavía más interesante, las pruebas de los rayos gamma podrían señalar la aniquilación de materia oscura, haciendo del Sol una posible fuente de estados exóticos de la materia».
Palabras clave
SolarIC, Sol, campo magnético, rayos gamma, rayos cósmicos, mínimo solar, materia exótica, materia oscura
