Solar Orbiter rastrea un pliegue magnético del viento solar

La sonda europea Solar Orbiter ha identificado señales que relacionan el origen de un pliegue magnético del viento solar con los arcos de plasma caliente de la corona solar. El análisis de las partículas presentes en esta estructura, publicado el 8 de octubre de 2026 en Nature Astronomy, aporta evidencias de su formación mediante reconexión magnética cerca del Sol y de su posterior propagación como una perturbación compatible con una onda de Alfvén.

El viento solar es una corriente de plasma, formado principalmente por protones, electrones y núcleos de helio, que se expande desde la atmósfera exterior del Sol. Transporta consigo un campo magnético cuya dirección puede experimentar desviaciones pronunciadas. En algunas regiones, las líneas de campo se doblan hasta formar estructuras semejantes a una S, conocidas como “switchbacks”. Cuando una nave las atraviesa, registra una inversión temporal de la dirección local del campo magnético.

Estas estructuras se han detectado con frecuencia cerca del Sol, especialmente durante los encuentros de la sonda Parker Solar Probe. Sin embargo, su formación continúa siendo objeto de investigación. Una de las explicaciones propone que se originan en la corona mediante reconexión magnética; otra atribuye su aparición a ondas y procesos turbulentos que se desarrollan en el propio viento solar.

En marzo de 2022, Solar Orbiter obtuvo mediante su coronógrafo Metis imágenes de una perturbación de aspecto sinuoso en la corona, interpretada como la primera observación remota compatible con un “switchback”. Aquel resultado respaldó la posibilidad de que estas estructuras tuvieran un origen próximo al Sol, pero no permitió determinar la procedencia del plasma de un pliegue detectado directamente en el espacio interplanetario.

Las partículas conservan información de su origen

El nuevo estudio, dirigido por Jesse T. Coburn, del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS), aborda esta cuestión mediante el análisis de las partículas. Solar Orbiter atravesó un “switchback” de gran tamaño cuando se encontraba a unas 0,55 unidades astronómicas del Sol, aproximadamente 82 millones de kilómetros. El encuentro permitió analizar el plasma de su interior con el instrumento Solar Wind Analyser (SWA).

Los investigadores encontraron proporciones elevadas de determinados estados de ionización del oxígeno y el carbono, junto con una menor abundancia relativa de helio respecto a los protones. Esta combinación era compatible con material procedente de bucles magnéticos cerrados y calientes de la corona solar.

Un ion es un átomo que ha ganado o perdido electrones. En el plasma coronal, las proporciones entre los distintos estados de ionización de un mismo elemento dependen de la temperatura y la densidad del medio. Cuando el material se expande hacia el espacio y su densidad disminuye, las colisiones dejan de modificar eficazmente esas proporciones. Su distribución queda entonces prácticamente fijada, un fenómeno conocido como congelación de los estados de ionización.

De este modo, los iones de oxígeno y carbono pueden conservar información sobre las condiciones térmicas que experimentaron antes de alejarse del Sol. En el caso estudiado, sus proporciones indicaban que el plasma había estado sometido a temperaturas características de estructuras coronales cerradas.

Para localizar su posible procedencia, el equipo combinó las mediciones de Solar Orbiter con un modelo semiemírico de la corona, una representación matemática que integra conocimientos físicos y datos observacionales para reconstruir sus condiciones. El modelo incorporó mediciones de temperatura y densidad de electrones obtenidas por el Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA.

Los resultados situaron las posibles regiones de origen en el límite de un agujero coronal o en bucles magnéticos presentes en su interior. Los agujeros coronales son zonas de la atmósfera solar donde predominan líneas de campo magnético abiertas, que facilitan la salida del plasma al espacio.

Esta reconstrucción no equivale a observar directamente el nacimiento del pliegue. Las propiedades de las partículas se midieron en el espacio interplanetario, mientras que la localización de su procedencia se obtuvo mediante la comparación con el modelo coronal.

La reconexión magnética y las ondas de Alfvén

En la corona coexisten líneas de campo magnético abiertas, que se prolongan hacia el espacio interplanetario, y líneas cerradas, que forman arcos y regresan al Sol. Cuando ambos sistemas entran en contacto, pueden reorganizar sus conexiones mediante un proceso denominado reconexión magnética por intercambio.

Durante este proceso, parte del plasma previamente confinado en los arcos puede incorporarse a líneas abiertas y escapar hacia el espacio. La reorganización del campo magnético también puede generar una perturbación que se propaga hacia el exterior y produce un pliegue magnético.

El origen en bucles coronales calientes, inferido a partir de los estados de ionización, es coherente con este mecanismo. Sin embargo, el estudio no incluye una observación directa del episodio de reconexión responsable de la estructura analizada.

Las mediciones de velocidad de los protones y de las variaciones del campo magnético aportaron otra información. Sus fluctuaciones eran compatibles con una onda de Alfvén que se desplazaba hacia el exterior. Estas ondas son perturbaciones del plasma y del campo magnético que se propagan a lo largo de las líneas de campo y transportan energía.

Las observaciones permiten así distinguir dos etapas en la evolución de la estructura. La reconexión magnética por intercambio explicaría la liberación inicial del plasma desde los bucles coronales, mientras que su propagación posterior presentaría propiedades de una onda de Alfvén.

Esta interpretación relaciona dos mecanismos que tradicionalmente se habían considerado explicaciones alternativas para los “switchbacks”. La reconexión magnética intervendría en su formación cerca del Sol, mientras que las ondas y la turbulencia contribuirían a su evolución durante el desplazamiento por el viento solar.

No obstante, la investigación se centra en una estructura concreta y no demuestra que todos los pliegues magnéticos compartan el mismo origen o evolución.

Nuevas evidencias sobre la dinámica del viento solar

El estudio de estas perturbaciones está relacionado con dos problemas de la física solar: el calentamiento de la corona y la aceleración del viento solar. Ambos procesos dependen de la interacción entre el plasma, los campos magnéticos y los mecanismos de transporte de energía.

Los resultados no determinan cuánto contribuyen los “switchbacks” a estos fenómenos, pero muestran que las partículas del viento solar conservan información sobre las condiciones físicas de su región de procedencia, incluso después de recorrer millones de kilómetros.

La investigación también amplía las posibilidades de relacionar mediciones directas del viento solar con procesos ocurridos en la atmósfera de nuestra estrella. Esta conexión resulta relevante para comprender la actividad solar y las interacciones entre el viento solar y las magnetosferas planetarias, aunque el estudio no establece una mejora directa en la predicción de fenómenos de meteorología espacial.

La principal conclusión es que la composición iónica de un pliegue magnético puede utilizarse para investigar su procedencia. En el episodio observado por Solar Orbiter, las mediciones respaldan un origen en bucles calientes de la corona mediante reconexión magnética por intercambio, seguido de una propagación con características de una onda de Alfvén.

Referencias y más información