Viaje al corazón eléctrico del Sol: cómo el Solar Orbiter sigue el rastro de los electrones superrápidos
En su viaje sin precedentes hacia el astro rey, la misión Solar Orbiter ha logrado rastrear los electrones más veloces del Sol hasta su punto de origen. Un hallazgo que no solo revela secretos de nuestra estrella, sino que también mejora la defensa de la Tierra frente al clima espacial.
Por Enrique Coperías
Recientemente, la misión Solar Orbiter de la ESA ha publicado un catálogo pionero, el CoSEE-Cat, con más de 300 eventos de SEE observados entre 2020 y 2022. Este recurso ofrece por primera vez una visión clara de cómo se producen, viajan y llegan hasta nosotros estos electrones. Cortesía: ESA & NASA/Solar Orbiter/STIX & EPD
El Sol no es solo una bola de gas incandescente que nos da luz y calor. Es, en realidad, un colosal acelerador cósmico que lanza al espacio torrentes de partículas cargadas capaces de recorrer el Sistema Solar a velocidades vertiginosas.
Entre estas partículas trotamundos destacan los electrones energéticos solares (SEE, por sus siglas en inglés): pequeños proyectiles subatómicos que pueden alcanzar casi la velocidad de la luz y cuya comprensión es vital para anticiparnos a fenómenos del clima espacial que afectan a satélites, astronautas y sistemas de comunicación en la Tierra.
Ante de nada, recordemos que el clima espacial es el conjunto de fenómenos y condiciones que se originan en el Sol —como llamaradas solares, eyecciones de masa coronal (CME) y el viento solar— y que afectan al espacio interplanetario, incluido nuestro planeta.
Un nuevo trabajo publicado en la revista Astronomy & Astrophysics y liderado por un amplio consorcio internacional da un paso decisivo en este terreno. Basado en las observaciones de la misión europea Solar Orbiter, el estudio presenta el primer gran catálogo integral de electrones energéticos solares, bautizado como CoSEE-Cat. Con más de trescientos eventos registrados entre 2020 y 2022, este archivo constituye una radiografía inédita de cómo, dónde y cuándo se liberan los electrones solares.
El Sol, un acelerador natural
«El Sol es el acelerador de partículas más potente del Sistema Solar —recuerda Alexander Warmuth, investigador del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) y autor principal del estudio, en un comunicado de la ESA. Y añade—: Vemos una clara división entre los eventos de electrones impulsivos, vinculados a llamaradas o erupciones solares, y los eventos graduales, asociados a eyecciones de masa coronal (CME), que liberan partículas durante más tiempo».
Esta distinción no es nueva, pero hasta ahora los astrónomos carecían de datos suficientes para reconstruir con precisión cómo se forman y escapan estos electrones solares. Gracias al satélite científico Solar Orbiter, que viaja más cerca del Sol que ninguna otra misión europea previa, se ha podido observar a los electrones energéticos en un estado prístino, recién fugados, y trazar su origen hasta las erupciones solares que los generaron.
Dos personalidades: impulsivos y graduales
El análisis del catálogo CoSEE-Cat muestra con claridad que los electrones energéticos solares se dividen en dos grupos bien diferenciados:
✅ Eventos impulsivos: asociados a erupciones solares de rayos X relativamente pequeñas, se caracterizan por ráfagas breves pero intensas de electrones energéticos. Están estrechamente relacionados con emisiones de radio de tipo III y con composiciones iónicas peculiares, como enriquecimiento en helio-3.
✅ Eventos graduales: se producen cuando grandes estructuras como las CME empujan ondas de choque a través de la corona solar, acelerando partículas de forma más extendida. Son más prolongados y contienen un número mayor de electrones de alta energía, por lo que constituyen la principal amenaza para el espacio cercano a la Tierra.
«Solo pudimos identificar y comprender estos dos grupos al observar cientos de eventos a distintas distancias del Sol y con múltiples instrumentos, algo que únicamente el Solar Orbiter puede hace», comenta Warmuth.
Eyección de masa coronal vista por el instrumento Metis del Solar Orbiter. Cortesía: ESA & NASA/Solar Orbiter/Metis
El enigma de los retrasos
Uno de los enigmas clásicos en la física solar es el aparente retraso entre el momento en que una llamarada solar o una eyección de masa coronal se observa en la superficie del Sol y el instante en que los electrones energéticos llegan a los detectores espaciales.
En ocasiones, la diferencia es de apenas minutos; en otras, puede alcanzar varias horas. ¿Se debe a que los electrones solares realmente esperan para escapar del astro rey o es un artefacto del viaje por el espacio?
«Descubrimos que estos retrasos se deben, al menos en parte, a la forma en que los electrones viajan a través del medio interplanetari —explica Laura Rodríguez-García, investigadora de la ESA y coautora del trabajo. Y continúa—: Encuentran turbulencia, se dispersan en distintas direcciones y no los detectamos inmediatamente. Estos efectos se acumulan cuanto más lejos se mide del Sol».
Es decir, los electrones solares salen del Sol casi al mismo tiempo que las llamaradas brillan en rayos X o que suenan las ráfagas de radio, pero el viaje a través del campo magnético solar —retorcido y turbulento como una maraña de cables— introduce desvíos, colisiones y demoras aparentes.
La misión Solar Orbiter y su instrumental único
El Solar Orbiter, lanzado en 2020 por la ESA en colaboración con la NASA, combina observaciones in situ con telescopios de alta resolución:
✅ El Energetic Particle Detector (EPD) mide electrones solares de 2 keV a 30 MeV.
✅ El espectrómetro de rayos X STIX ofrece información sobre llamaradas solares.
✅ El EUI sigue fenómenos eruptivos en ultravioleta extremo.
✅ Los coronógrafos Metis y SoloHI monitorizan las CME.
Además, instrumentos como el magnetómetro (MAG) y el analizador de viento solar (SWA) contextualizan cómo los electrones solares viajan a través del plasma solar y las líneas de campo magnético.
Esta sinergia permite algo inédito: seguir el rastro de los electrones solares desde su origen en el Sol hasta su detección en el espacio interplanetario, identificando las condiciones que los impulsan y los desvían.
Entre 2020 y 2022, Solar Orbiter registró más de 300 ráfagas de electrones energéticos solares, revelando por primera vez su conexión directa con el Sol. Estos electrones se originan en llamaradas solares o en eyecciones de masa coronal, con patrones distintos de liberación. Cortesía: ESA & NASA/Solar Orbiter/STIX & EPD
El catálogo CoSEE-Cat, una base de datos viva
El CoSEE-Cat no es solo una colección de datos, sino una herramienta científica abierta y en expansión. Contiene información precisa sobre los 303 eventos registrados hasta finales de 2022, que incluyen:
✅ Tiempos de inicio y picos de intensidad.
✅ Estimación del momento exacto de liberación en el Sol.
✅ Nivel de anisotropía (si viajaron en haces o dispersos).
✅ Composición química de los iones asociados.
✅ Llamaradas solares, eyecciones de masa coronal y ráfagas de radio coincidentes.
La intención es seguir actualizando este catálogo: ya se han identificado más de 650 eventos de electrones solares hasta finales de 2024, lo que permitirá ampliar las estadísticas y mejorar los modelos de predicción del clima espacial.
«Durante sus primeros cinco años, el Solar Orbiter ha observado una riqueza de eventos de electrones energéticos solares. Como resultado, hemos podido realizar análisis detallados y compilar una base de datos única para la comunidad científica», señala Daniel Müller, científico del proyecto en la ESA.
Impacto en la predicción del clima espacial
La distinción entre eventos impulsivos y eventos graduales tiene una consecuencia directa en la vida cotidiana: mejorar la predicción del clima espacial.
Los eventos graduales, ligados a las CME, son los que transportan la mayor cantidad de partículas peligrosas y representan un riesgo real para satélites, sistemas eléctricos y astronautas. Poder identificarlos con rapidez permite activar protocolos de protección y minimizar daños.
«Conocimiento como el que aporta el Solar Orbiter ayudará a proteger a futuras misiones espaciales, y nos permitirá entender mejor las partículas energéticas del Sol que amenazan a astronautas y satélites», subraya Müller.
«La investigación —añade este investigador— es un ejemplo del poder de la colaboración internacional: equipos científicos de toda Europa, instrumentistas de distintos Estados miembros de la ESA y colegas de Estados Unidos unieron fuerzas para hacerlo posible».
Principales instrumentos a bordo de la sonda Solar Orbiter. Cortesía: ESA-S.Poletti
El futuro: Vigil y Smile
El éxito del Solar Orbiter allana el camino para nuevas misiones. En 2031, la ESA planea lanzar Vigil, un satélite que observará el Sol desde un punto lateral (en la órbita de Lagrange L5), por lo que ofrecerá por primera vez una visión continua de la cara del Sol que está a punto de girar hacia la Tierra. Esto permitirá detectar eyecciones de masa coronal potencialmente peligrosas con antelación.
Antes, en 2026, despegará Smile, una misión conjunta con China que estudiará cómo la magnetosfera terrestre responde a las tormentas solares y al viento solar constante. Será el complemento perfecto para comprender no solo el origen de los electrones energéticos solares en el Sol, sino también su impacto en la Tierra.
Una ventana privilegiada al astro rey
En conjunto, el Solar Orbiter y el catálogo CoSEE-Cat ofrecen una nueva manera de mirar al Sol: no solo como una estrella que nos ilumina, sino como un complejo laboratorio natural de física de partículas.
Los resultados muestran que gran parte de los enigmas —retrasos, variaciones de energía, diferencias entre poblaciones de electrones solares— no se explican únicamente por cómo se aceleran en el Sol, sino también por cómo se propagan por el espacio interplanetario.
Aún quedan preguntas abiertas: ¿qué mecanismos precisos aceleran a los electrones solares en las llamaradas solares? ¿Cómo interactúan con las turbulencias magnéticas? ¿Hasta qué punto estos procesos pueden extrapolarse a otras estrellas?
Lo que está claro es que el Sol, ese vecino que nos parece tan familiar, sigue guardando secretos en forma de partículas invisibles y velocísimas. Con el Solar Orbiter y con el trabajo de investigadores como Warmuth, Rodríguez-García y Müller estamos más cerca que nunca de descifrarlos. ▪️
Información facilitada por la ESA
Fuente: A. Warmuth et al. CoSEE-Cat: A Comprehensive Solar Energetic Electron event Catalogue obtained from combined in situ and remote-sensing observations from Solar Orbiter. Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202554830
