Científicos del NJIT Desvelan el Mecanismo Detrás de la Radiación Gamma en las Más Potentes Erupciones Solares

Un equipo de físicos solares del Centro de Investigación del Sol y la Tierra del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey (NJIT-CSTR) ha logrado un avance fundamental en la comprensión de los fenómenos más energéticos del Sol. Han determinado de manera concluyente el origen de la intensa radiación gamma que emana durante las erupciones solares más severas. Esta revelación, documentada en la prestigiosa revista Nature Astronomy, pone fin a un enigma científico de larga data relacionado con las anómalas señales de radiación detectadas durante estos eventos cósmicos.

El foco de esta investigación se centró en el análisis de una erupción de clase X8.2 que tuvo lugar el 10 de septiembre de 2017. Gracias a un minucioso estudio de los datos, los expertos lograron acotar en la corona solar, específicamente en lo que denominan la Región de Interés 3 (ROI 3), una concentración de miles de millones de partículas. Estas partículas poseen energías que superan los millones de electronvoltios (MeV), moviéndose a velocidades cercanas a la luz. Los investigadores confirmaron que el proceso clave responsable de la producción de la radiación gamma es el fenómeno conocido como frenado o radiación de frenado (bremsstrahlung), generado cuando estos electrones de altísima energía colisionan con el material presente en la atmósfera solar.

En esta empresa científica participaron figuras clave, entre ellas el profesor de física y autor principal, Gregory Fleishman, y el Director de EOVSA, Bin Chen, quien actuó como coautor. Para alcanzar esta precisión en los resultados, fue esencial la colaboración y sinergia entre dos instrumentos de observación cruciales: el Telescopio de Rayos Gamma Fermi de la NASA y el radiómetro terrestre del NJIT, el Conjunto Extendido de Owens Valley (EOVSA). Mientras que Fermi capturó la evolución temporal de la emisión gamma, EOVSA proporcionó imágenes en microondas sensibles a la presencia de electrones acelerados.

Este descubrimiento corrobora las teorías que postulan la capacidad del Sol para impulsar partículas cargadas a niveles energéticos extremos, aprovechando la liberación de la energía magnética acumulada. Según el profesor Fleishman, este hito científico servirá para refinar sustancialmente los modelos actuales de actividad solar y, por ende, mejorar la predicción de la meteorología espacial. La relevancia de esta mejora se hace patente tras sucesos recientes, como la fuerte tormenta geomagnética de mayo de 2024, vinculada a la región activa NOAA 13664.

El siguiente gran desafío para el equipo de investigación consiste en discernir, dentro de estas poblaciones de partículas extremas, cuáles son electrones y cuáles son positrones. Para abordar esta cuestión, se prevé la actualización del EOVSA a la configuración EOVSA-15, cuya finalización está programada para el año 2026. Esta nueva capacidad permitirá realizar mediciones de la polarización de la radiación de microondas, lo que debería ofrecer una respuesta definitiva sobre la naturaleza exacta de estas partículas de alta energía. Cabe destacar que la limitación impuesta por la rotación solar de 28 días en la observación continua fue parcialmente mitigada en 2024 gracias a los datos recopilados por la nave espacial Solar Orbiter de la ESA durante el monitoreo de la región NOAA 13664.