Investigadores del Centro de Radioastronomía y Astrofísica Mackenzie (CRAAM), de la Universidad Presbiteriana Mackenzie (UPM), en São Paulo, Brasil, en colaboración con colegas del país y del exterior, concretaron la primera observación de explosiones solares en las frecuencias de 3 y 7 terahercios (THz)

El anuncio se realizó durante la Reunión Anual de la División de Física Solar de la American Astronomical Society, realizada entre los días 31 de mayo y 3 de junio en Boulder, Colorado, Estados Unidos.

“Logramos probar que es posible detectar explosiones solares en esas franjas de frecuencias de terahercios. Esto abre nuevas perspectivas de observación”, declaró Pierre Kaufmann, investigador del CRAAM-UPM y coordinador del proyecto, a Agência FAPESP.

La observación se realizó en el marco del experimento espacial Solar-T, un telescopio fotométrico doble, proyectado y construido en Brasil por científicos del CRAAM-UPM, en colaboración con colegas del Centro de Componentes Semiconductores de la Universidad de Campinas (Unicamp).

El Solar-T, desarrollado por medio de un Proyecto Temático y de una Ayuda Regular, ambos apoyados por la FAPESP, fue acoplado a un globo estratosférico lanzado por la agencia espacial estadounidense –la Nasa–, el pasado 19 de enero, en la base MacMurdo de Estados Unidos en la Antártida, en una misión destinada a observar el Sol (lea más en: agencia.fapesp.br/22728).

Durante los 12 días de duración de un vuelo de circunnavegación a 40 mil metros de altura en la Antártida, el Solar-T recolectó ininterrumpidamente la energía que emana de las explosiones solares en las frecuencias de 3 y 7 THz, correspondientes a una franja de la radiación infrarroja lejana.

Las observaciones en ese rango de radiación situado en el espectro electromagnético entre la luz visible y las ondas de radio permiten realizar diagnósticos inéditos sobre la ocurrencia de explosiones asociadas a los campos magnéticos de las zonas activas del Sol, que a menudo lanzan en dirección a la Tierra chorros de partículas de carga negativa (electrones) aceleradas a grandes velocidades.

La radiación de las explosiones en esa franja del infrarrojo lejano también hace posible concretar un nuevo abordaje a los efectos de investigar fenómenos que producen energía en zonas activas que se ubican entre la superficie del Sol, la fotósfera, donde la temperatura no pasa de los 5.700 grados, y las capas superiores y más calientes: la cromósfera, donde las temperaturas llegan a los 20 mil grados, y la corona, que está a más de un millón de grados.

Con todo, el problema reside en que resulta imposible medir esas frecuencias de terahercios desde el nivel del suelo, pues están bloqueadas por la atmósfera, explicó Kaufmann. “Es necesario ir al espacio para medirlas; para ello hubo que desarrollar una nueva tecnología de detección en THz”, añadió.

Con el Solar-T, los científicos lograron finalmente observar por primera vez una explosión solar en las frecuencias de 3 y 7 THz.

El telescopio fotométrico registró el día 28 de enero, exactamente a las 12:12:10 (GMT), un evento solar impulsivo (que crece rápidamente el transcurso del tiempo) en las frecuencias de 3 y 7 THz.

Ese evento fue coincidente con una explosión solar impulsiva detectada por el telescopio terrestre Solar Submillimeter (SST), también de la UPM, instalado en el Complejo Astronómico El Leoncito, en los Andes argentinos, en las frecuencias de 0,2 y 0,4 THz, en las cuales el aparato opera.

Se observaron explosiones simultáneas el mismo día y en el mismo horario, con un abrillantamiento en el espectro visible (la línea de emisión específica de hidrógeno, llamada H-alfa, en el rojo), con el telescopio HASTA, también instalado en Argentina, y en el ultravioleta extremo (EUV), con la sonda no tripulada Solar Dynamics Observatory (SDO), de la Nasa.

“Es posible ver, mediante la observación en el ultravioleta extremo, que antes del comienzo de la explosión solar se forma una gran estructura, con un arco magnético y con una punta brillante que cae en dirección a la mancha solar”, describió Kaufmann.

“El momento en que la punta brillante del arco magnético se choca con la superficie de la mancha solar coincide exactamente con la explosión solar impulsiva detectada en las frecuencias de 3 y 7 terahercios, subterahercios [0,2 y 0,4 THz] y en el rango visible”, detalló.

Perspectivas

De acuerdo con Kaufmann, existían muchas dudas y cuestionamientos en el seno de la comunidad de investigación en radioastronomía y astrofísica con respecto a si era posible detectar explosiones solares en el rango de frecuencia de 3 y 7 THz.

Durante los últimos diez años, con el radiotelescopio SST, el investigador y su equipo ya habían logrado registrar explosiones solares en las frecuencias de 0,2 y 0,4 THz.

En los últimos cuatro años lograron monitorear explosiones solares en la frecuencia de 30 THz –correspondiente al infrarrojo medio– mediante el empleo de un telescopio también instalado en Argentina y de otro telescopio situado en la terraza de uno de los edificios de la UPM, en el centro de São Paulo.

Pero existían dudas acerca de si las explosiones solares en 30 THz eran de la misma naturaleza de aquéllas que observaron en 0,2 y 0,4 THz. Asimismo, no se sabía si ocurrían explosiones solares entre esas frecuencias y si era posible observarlas, ponderó Kaufmann.

“Pero ahora, con la detección de explosiones solares en 3 y 7 terahertz, hemos logrado probar que existen explosiones solares en esas frecuencias, que es posible observarlas y que siguen presentando intensidad creciente de acuerdo con la frecuencia, que también era otro cuestionamiento existente”, afirmó.

“Aparentemente, las explosiones solares en 3 y 7 terahercios son relativamente intensas para señales muy débiles, y también se las observa en frecuencias más bajas, de 0,2 y 0,4 terahercios, aunque son muy bien detectadas”, explicó.

Según investigador, la detección de las explosiones solares en 3 y 7 THz tendría ahora implicaciones en la interpretación de los mecanismos del fenómeno, tales como si son los mismos conocidos para explosiones solares que ocurren en otras frecuencias más bajas.

Asimismo, podrá abrir nuevas perspectivas de observación de explosiones solares en dos frentes.

El primero sería el aumento de las frecuencias de observación de un nuevo telescopio: el Hats (High Altitude Terahertz Solar Telescope), que se instalará en un observatorio ubicado a 5.500 metros de altura en Famatina, en los Andes argentinos, cuya previsión de operación inicialmente era en las franjas de 0,85 y 1,4 THz.

“Ya hemos tomado la decisión de operarlo en frecuencias aún más altas que las que se habían planificado”, afirmó Kaufmann.

La segunda perspectiva de observación que se abre con esta detección es la instalación en el módulo ruso de la Estación Espacial Internacional (ISS) de una versión mejorada del Solar-T, con mayor cantidad de frecuencias.

La UPM mantiene un convenio con el Instituto Lebedev de Física de Moscú, que tiene el objetivo de instalar telescopios de detección de frecuencias en terahercios en la ISS. El éxito de la misión del Solar-T era una precondición para darle un espaldarazo a la tecnología que los investigadores brasileños desarrollaron.

“El telescopio que se instalará en la ISS tendrá probablemente entre cinco y seis frecuencias distintas de terahercios. Nuestra idea es cubrir cada vez más el espectro de observación de explosiones solares en terahercios”, dijo Kaufmann.

Fuente: Agência FAPESP