16 imágenes de la gigantesca mancha solar 2529

Imagen recortada y con la Tierra, a escala, en el interior de la gigantesca mancha solar de la región activa 2529 del Sol, captada en luz visible y coloreada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. Crédito de la imagen: NASA-SDO/HMI y Karl Battams
Imagen recortada y con la Tierra, a escala, en el interior de la gigantesca mancha solar de la región activa 2529 del Sol, captada en luz visible y coloreada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. Crédito de la imagen: NASA-SDO/HMI y Karl Battams

La región activa 2529 (AR2529), es una gigantesca mancha solar, a tal punto que es la de mayor tamaño en lo que va del año, y los científicos y astrofotógrafos han documentado cómo creció el doble de tamaño durante este fin de semana. Al momento de escribir este artículo no había generado llamaradas, pero su tamaño es tal que en su interior cabrían casi dos planetas Tierra.

Observé la imagen difundida por Karl Battams en su cuenta de Twitter, la compartí y le puse me gusta. Cuando le consulté si la imagen de la Tierra que había dispuesto en el interior de la mancha solar era a escala o para demostrar cuán pequeños somos, Battams gentilmente me indicó que allí vemos la Tierra a escala.
Battams es un científico que trabaja en el Laboratorio de Investigación Naval (NRL, por Naval Research Laboratory) de Estados Unidos, y entre sus especialidades se encuentra el ‘cazar’ cometas rasantes en la información entregada por los observatorios solares SOHO y STEREO.

La imagen elegida por Battams, que encabeza este artículo, es una de radiación en el rango visible, coloreada, de la mancha solar o región activa 2529 que había sido captada por el Observatorio de Dinámica Solar (SDO, por Solar Dynamics Observatory), al que muchas veces he bautizado como Observatorio de Dinámicas Solares, porque la nave robótica debe lidiar con la variabilidad y lo inesperado que es nuestro Sol, la estrella que rige el Sistema Solar al que pertenecemos.

Atmospheric Imaging Assembly (AIA), uno de los instrumentos del Observatorio de Dinámica Solar (SDO), antes de su integración en la nave espacial que ahora orbita la Tierra observando el Sol. Crédito de la imagen: NASA/SDO
Atmospheric Imaging Assembly (AIA), uno de los instrumentos del Observatorio de Dinámica Solar (SDO), antes de su integración en la nave espacial que ahora orbita la Tierra observando el Sol. Crédito de la imagen: NASA/SDO

Bien, SDO es una nave espacial de la NASA que orbita la Tierra a unos 36.000 kilómetros de distancia, y observa al Sol con un complejo de cuatro telescopios, el instrumento Atmospheric Imaging Assembly (AIA), el instrumento Extreme Ultraviolet Variability Experiment (EVE), y el instrumento HMI, por Helioseismic and Magnetic Imager.

El instrumento Extreme Ultraviolet Variability Experiment al desnudo, antes de su integración al Observatorio de Dinámica Solar, que ahora observa el Sol. Crédito de la imagen: NASA/SDO
El instrumento Extreme Ultraviolet Variability Experiment al desnudo, antes de su integración al Observatorio de Dinámica Solar, que ahora observa el Sol. Crédito de la imagen: NASA/SDO

Hoy veremos 16 espectaculares imágenes producidas por AIA en la variedad de filtros y longitudes de onda para los que fue diseñado, y también imágenes de HMI, así como combinaciones de algunas de ellas.

El instrumento Heliosismic and Magnetic Imager (HMI), del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO
El instrumento Heliosismic and Magnetic Imager (HMI), del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO

Detallemos que AIA produce una imagen en alta definición del Sol en ocho longitudes de onda, de las diez disponibles, cada 10 segundos, salvo en los casos a los que nos referiremos más adelante.
Las 10 bandas incluyen nueve bandas ultravioleta y ultravioleta extremo y una banda de luz visible, que en conjunto revelan aspectos clave de la actividad solar.

Este collage del Sol muestra las diferentes maneras en que captan los instrumentos del Observatorio de Dinámica Solar (SDO), las características de nuestra estrella. Crédito de la imagen: NASA/SDO/Goddard Space Flight Center
Este collage del Sol muestra las diferentes maneras en que captan los instrumentos del Observatorio de Dinámica Solar (SDO), las características de nuestra estrella. Crédito de la imagen: NASA/SDO/Goddard Space Flight Center

Cada uno de los cuatro telescopios de AIA puede ver detalles del Sol tan pequeños como de 725 kilómetros de ancho, lo que equivale a divisar un cabello humano a 10 metros de distancia.

Cada uno de los canales o bandas

Imagen del Sol, con la gran mancha solar de la región activa 2529, observado por el instrumento AIA en 193 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
Imagen del Sol, con la gran mancha solar de la región activa 2529, observado por el instrumento AIA en 193 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

AIA 193 es el canal que destaca la atmósfera exterior del Sol – llamada corona -, así como las llamaradas del plasma caliente. En este canal aparecen brillantes las calientes regiones activas, las antorchas solares y las eyecciones de masa coronal. Las áreas oscuras – llamadas agujeros de la corona o agujeros coronales – son lugares donde hay muy poca emisión de radiación, aunque debemos aclarar que constituyen la principal fuente de partículas del viento solar, que baña todo el Sistema Solar.

AIA 193 permite observar la corona y las antorchas del plasma caliente.
Cubre la longitud de onda de 193 angstroms (0,0000000193 m) = ultravioleta extremo. Iones primarios percibidos: hierro ionizado 11 veces Hierro 12 (Fe XII).
La temperatura característica que observa: 1,25 millones de grados Kelvin (K), 2,25 millones de grados Farenheit (F), 1,25 millones de grados Celsius (°C)

La región activa 2529 del Sol, observada por el instrumento AIA en 304 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La región activa 2529 del Sol, observada por el instrumento AIA en 304 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

AIA 304 es un canal especialmente bueno mostrando áreas donde las columnas densas más frías de plasma (filamentos y prominencias) están ubicados sobre la superficie visible del Sol. Muchas de estas características no podrían ser vistas o aparecen como líneas oscuras en los otros canales de observación que tiene SDO. En este canal, las áreas brillantes muestran lugares donde el plasma tiene una alta densidad.

AIA 304 observa la parte más alta de la cromosfera del Sol y la región baja de transición (la región de transición del Sol es definida como la zona entre la cromosfera y la corona de nuestra estrella).
Su longitud de onda de trabajo es de 304 angstroms (0.0000000304 m) = Ultravioleta extremo. Los iones primarios percibidos son los iones simples de helio Helio 2 (He II). La temperatura característica de esta zona es de 50.000 K, 90.000 F, 50.000 °C.

La gran mancha solar en la AR2529 del Sol, al extremo izquierdo, vista por el instrumento AIA en 171 angstroms del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La gran mancha solar en la AR2529 del Sol, al extremo izquierdo, vista por el instrumento AIA en 171 angstroms del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

AIA 171 es muy bueno mostrando los arcos o bucles coronales (arcos que se extienden más allá del Sol, donde el plasma se mueve a lo largo de las líneas del campo magnético). Las partes más brillantes que pueden apreciarse en las imágenes captadas con esta longitud de onda, muestran lugares donde el campo magnético cerca de la superficie es excepcionalmente fuerte.
AIA permite obtener información de la parte superior de la corona y la región superior de transición, en una longitud de onda de 171 angstroms (0.0000000171 m ó 17,1 nm) = Ultravioleta extremo.
Iones primarios observados: hierro ionizado 8 veces Hierro 9 (Fe IX).
Temperatura característica: 1 millón de grados K, 1,8 millones F, 1 millón °C.

Esta imagen del Sol nos permite ver la AR2529, a la izquierda, y en el centro y abajo dos gigantescos agujeros coronales conectados, al ser vistos por el instrumento AIA en 211 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
Esta imagen del Sol nos permite ver la AR2529, a la izquierda, y en el centro y abajo dos gigantescos agujeros coronales conectados, al ser vistos por el instrumento AIA en 211 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

AIA 211, como AIA 335, es un canal que resalta la región activa de la zona exterior de la atmósfera del Sol, que como ya indicamos es llamada corona. Las regiones activas, las antorchas solares, y las eyecciones de masa coronal aparecen brillantes en este canal. También permite apreciar las áreas oscuras, llamadas huecos coronales.
Entonces, permite percibir las regiones activas de la corona, en longitud de onda de 211 angstroms (0.0000000211 m) = Ultravioleta Extremo
Iones primarios observados: hierro ionizado 13 veces, Hierro 14 (Fe XIV).
Temperatura característica: 2 millones K, 3.6 millones F, 2 millones de °C.

La gigantesca mancha solar 2529 a la izquierda, observada por el instrumento AIA, del Observatorio de Dinámica Solar, en 131 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La gigantesca mancha solar 2529 a la izquierda, observada por el instrumento AIA, del Observatorio de Dinámica Solar, en 131 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

El canal AIA 131, así como el canal AIA 94, fue diseñado para estudiar las antorchas, llamaradas o fulguraciones solares. Mide temperaturas calientes extremas de alrededor de 10 millones K, 18 millones F, 10 millones de °C, así como plasmas fríos de alrededor de 400.000 K, 720.000 F, 400.000 °C. Puede tomar imágenes cada 2 segundos, en vez de cada 10 segundos que es el tiempo estándar de adquisición de imágenes de SDO, en un campo de visión reducido para poder captar con más detalle las antorchas.
Este canal, entonces, permite observar las regiones llameantes de la corona, en una longitud de onda de 131 angstroms (0.0000000131 m) = Ultravioleta Extremo.
Los iones primarios observados son iones de hierro ionizados 20 y 7 veces Hierro 21 y Hierro 8 (Fe VIII, Fe XXI)
Temperatura característica: 10 millones K, 18 millones F, 10 millones °C.

La gigantesca mancha solar AR2529 en 335 angstroms, visto por el instrumento AIA a bordo del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La gigantesca mancha solar AR2529 en 335 angstroms, visto por el instrumento AIA a bordo del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

El canal AIA 335, como el AIA 211, resalta las regiones activas de la corona solar, en 335 angstroms (0.0000000335 m) = Ultravioleta extremo. Así, en este canal las regiones activas, las antorchas solares y las eyecciones de masa coronal se aprecian brillantes. Las áreas oscuras, o agujeros coronales, también pueden divisarse.
Los iones primarios vistos son los de hierro ionizado 15 veces, Hierro 16 (Fe XVI). Temperatura característica: 2.8 millones K (5 millones F)

La magnífica región activa 2529, en el Sol, captada en 94 angstroms por el instrumento AIA del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La magnífica región activa 2529, en el Sol, captada en 94 angstroms por el instrumento AIA del Observatorio de Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

El canal AIA 94, como el 131, que repasamos previamente, fue diseñado para estudiar las antorchas solares en longitudes de onda de 94 angstroms (0.0000000094 m) = Ultravioleta extremo/rayos X suaves. Realiza mediciones de temperaturas muy calientes, de alrededor de 6 millones Kelvin, 10.8 millones F, 6 millones °C. También puede tomar imágenes cada dos minutos, con un campo de visión reducido para captar las antorchas solares con más detalle.
Los iones primarios observados son los de hierro ionizado 17 veces Hierro 18 (Fe XVIII).
Temperatura característica: 6 millones K, 10.8 millones F, 6 millones de °C.

Es maravilloso observar de qué maneras diferentes podemos percibir la gran mancha solar AR2529 del Sol, aquí en 1600 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
Es maravilloso observar de qué maneras diferentes podemos percibir la gran mancha solar AR2529 del Sol, aquí en 1600 angstroms. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

AIA 1600, así como el canal AIA 1700, a menudo muestra un patrón similar a una red de áreas brillantes que resaltan los lugares donde se concentran los manojos de líneas de los campos magnéticos. Sin embargo, las pequeñas áreas con gran cantidad de líneas de campo, por lo general cerca de las manchas solares y las regiones activas, aparecerán de color negro.
La zona de observación de este canal es la región de transición y la parte superior de la fotosfera, en la longitud de onda de 1600 angstroms (0.00000016 m) = Ultravioleta distante.
Los iones primarios vistos son los de carbono triplemente ionizados Carbono 4 (C IV) y Continuo.
Temperaturas características: 6.000 K, 11.000 F, 6.000 °C), y 100.000 K, 180.000 F, 100.000 °C.

La espectacular mancha solar vista en 1700 ansgtroms, por AIA del Solar Dynamics Observatory. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La espectacular mancha solar vista en 1700 ansgtroms, por AIA del Solar Dynamics Observatory. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

AIA 1700 es el canal, como AIA 1600, que despliega un patrón parecido a una red de áreas brillantes que destacan las zonas en las que se concentran los manojos de líneas de los campos magnéticos. Como con AIA 1600, las áreas pequeñas con una gran cantidad de líneas se ven negras, especialmente cerca de las manchas solares y de las regiones activas.
Observa las temperaturas mínimas y la fotosfera, en una longitud de onda de 1.700 angstroms (0.00000017 m) = Ultravioleta distante.
Iones primarios vistos: Continuos.
Temperatura característica: 6.000 K, 11,000 F, 6.000 °C.

Una imagen compuesta del Sol que combina imágenes en 211, 193, 171 y 1024 angstroms, captada por AIA del Observatorio del Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
Una imagen compuesta del Sol que combina imágenes en 211, 193, 171 y 1024 angstroms, captada por AIA del Observatorio del Dinámica Solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

Quienes con alguna asiduidad observamos las imágenes que nos entrega el equipo de SDO, sabemos que en ocasiones vemos imágenes compuestas o combinadas de AIA 211, 193 y 171.
Este tipo de imágenes combina tres imágenes con temperaturas, si bien diferentes, bastante similares. Los colores son asignados de manera diferente que en las imágenes individuales. En este caso, AIA 211 es rojo, AIA 193 es verde, y AIA 171 es azul. Cada uno destaca una parte diferente de la corona.

El Sol, y su gran mancha observados en 304, 211, 171 y 1024 angstroms por AIA, a bordo del Solar Dynamics Observatory. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
El Sol, y su gran mancha observados en 304, 211, 171 y 1024 angstroms por AIA, a bordo del Solar Dynamics Observatory. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

La composición de AIA 304, 211 y 171 combina tres imágenes que reflejan temperaturas muy diferentes del Sol. Aquí también los colores son asignados de manera diferente a los correspondientes a las imágenes individuales.  Aquí AIA 304 es rojo (muestra la cromosfera), AIA 211 es verde (la corona), y AIA 171 es azul oscuro (corona).

La gran mancha resalta en tonos rojizos, en esta combinación de observaciones en 94, 335, 193 y 1024 angstroms, que realzan las características de la corona solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA
La gran mancha resalta en tonos rojizos, en esta combinación de observaciones en 94, 335, 193 angstroms, que realzan las características de la corona solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA

La composición de AIA 94, 335 y 193 combina tres imágenes que reflejan temperaturas diferentes. A cada imagen se le asigna un color diferente al que tienen las imágenes individuales. Aquí AIA 94 es rojo, AIA 335 es verde, y AIA 193 es azul. Cada una destaca una porción distinta de la corona.

Imagen combinada obtenida del magnetrograma realizado con el instrumento HMI y la observación en 171 angstroms con AIA. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA/HMI
Imagen combinada obtenida del magnetrograma realizado con el instrumento HMI y la observación en 171 angstroms con AIA. Crédito de la imagen: NASA/SDO/AIA/HMI

Esta imagen compuesta de AIA 171 y HMI combina imágenes e información de los bucles de la corona y la parte superior de la corona y una especie de imagen de ultrasonido que capta las ondas de los movimientos de los campos magnéticos en el interior del Sol. HMI es el instrumento Helioseismic and Magnetic Imager a bordo de SDO, que estudia la variabilidad solar y los componentes de la actividad magnética solar a través de la heliosismología.

Los magnetogramas de HMI, son mapas del campo magnético de la superficie del Sol, donde el negro representa las líneas del campo magnético que apuntan la polaridad orientada al Sur, hacia el interior, y el blanco las que van en sentido Norte, hacia el exterior.
Las áreas de interés de los magnetogramas del HMI se hallan en la fotosfera, que es observada en la longitud de onda de 6.173 angstroms (0.0000006173 m) = Visible (naranja)
Los iones primarios vistos son los de hierro neutro, Hierro 1 (Fe I)
La temperatura característica es de 6.000 K, 11.000 F, 6.000 °C.

Magnetograma logrado con el instrumento HMI, del Observatorio de Dinámica Solar. El coloreado permite remarcar las características de la gran mancha solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/HMI
Magnetograma logrado con el instrumento HMI, del Observatorio de Dinámica Solar. El coloreado permite remarcar las características de la gran mancha solar. Crédito de la imagen: NASA/SDO/HMI

El magnetograma coloreado combina el mapeo de los campos magnéticos del Sol con colores que permiten resaltar las características, aquí con colores asignados rojo, verde y amarillo.

La gran mancha solar resalta en esta observación del continuo, con el instrumento HMI, de SDO, superpuesta con información visible. Fue la imagen procesada por Karl Battams, que compartimos antes en este artículo. Crédito de la imagen: NASA/SDO/HMI
La gran mancha solar resalta en esta observación del continuo, con el instrumento HMI, de SDO, superpuesta con información visible. Fue la imagen procesada por Karl Battams, que compartimos antes en este artículo. Crédito de la imagen: NASA/SDO/HMI

El continuo de HMI coloreado muestra la superficie del Sol superponiendo bastante información de la radiación visible.

El efecto Doppler captado por HMI, marca la profundidad de las ondas en el interior del Sol, a causa de los movimientos del material a causa de la dinámica de los campos magnéticos de nuestra estrella. Crédito de la imagen: NASA/SDO/HMI
El efecto Doppler captado por HMI, marca la profundidad de las ondas en el interior del Sol, a causa de los movimientos del material a causa de la dinámica de los campos magnéticos de nuestra estrella. Crédito de la imagen: NASA/SDO/HMI

El ‘Dopplergrama’ con HMI mide el llamado desplazamiento Doppler, un cambio en la frecuencia debido al efecto Doppler. Observa la frecuencia de la onda cuando la fuente se desplaza hacia o de manera opuesta al observador, para saber la velocidad sobre el disco visible del Sol.
El efecto Zeeman, en tanto, es utilizado para interpretar la polarización de la misma línea sobre el campo magnético de la cara visible del Sol.

Los científicos utilizan la información de la onda captada por HMI para estudiar el interior del Sol, porque a medida que las ondas viajan a través del Sol, son influenciadas por las condiciones existentes en el interior de nuestra estrella. Así, la velocidad de las vibraciones aumenta donde el material solar está más caliente, por lo que la velocidad y el ángulo en la que es generada la onda determina la profundidad a la que penetrará en el interior del Sol. Cuanto menos profundo sea el ángulo, menor será la penetración, y cuanto más pronunciado, mayor será la profundidad a la que viajará la onda.

Los científicos establecieron que la propagación de las vibraciones de las ondas demanda unas dos horas desplazarse por el interior del Sol.
El patrón espacial y la frecuencia que las ondas realizan en la superficie indican hasta dónde han viajado. Con el análisis detallado de las propiedades de esas ondas, los científicos siguen aprendiendo sobre la temperatura, composición química, presión, densidad y los movimientos del material a través del Sol.

Espectacular vídeo realizado por el equipo de visualización del Goddard Space Flight Center de la NASA, que muestra las diferentes longitudes de onda en que es observado el Sol con el instrumento AIA, que toma imágenes, generalmente cada 10 segundos, de nuestra estrella, y en ocasiones cada 2 segundos.

Luego que SDO entró en la fase operativa científica, tras su lanzamiento en 2.010, ha entregado a los científicos información sobre la fuerza y la dirección del campo magnético del Sol en el disco visible de nuestra estrella. Los investigadores utilizan esa información aportada por HMI para comprender cómo se produce el campo magnético solar, y en combinación con las mediciones de AIA, cómo ese campo genera antorchas solares, eyecciones de masa coronal y las tormentas del clima espacial que afectan no sólo a la Tierra, sino a todo el Sistema Solar.

Ojalá les haya resultado útil este paseo por las 16 maravillosas imágenes aportadas por el equipo de SDO de esa mancha solar gigantesca, la región activa 2529, la de la mayor tamaño en lo que va del año 2.016.

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