La clave del misterio de los campos magnéticos ocultos del Sol podría estar en sus rayos gamma

El Sol, que tradicionalmente se ha observado a través de la luz visible, los rayos X o la radiación ultravioleta, acaba de revelar un nuevo tipo de mensaje: rayos gamma de altísima energía. Un equipo internacional de físicos ha mostrado que estas emisiones, detectadas por el observatorio HAWC (High-Altitude Water Cherenkov) en México, pueden servir para sondear los campos magnéticos más profundos y desconocidos del Sol, situados justo bajo su superficie visible. El hallazgo, publicado en Physical Review Letters, ofrece una nueva ventana para estudiar el magnetismo solar a través de la física de partículas.

La emisión de rayos gamma solares no es un fenómeno nuevo. Satélites como EGRET y Fermi ya habían detectado fotones de alta energía procedentes del Sol, pero las observaciones más recientes de HAWC mostraron niveles de energía mil veces mayores de lo esperado, en el rango de los teraelectronvoltios (TeV); es decir, una unidad que equivale a un billón de electronvoltios y se usa para medir la energía de las partículas más extremas del Universo. Ninguno de los modelos físicos disponibles podía explicar la intensidad ni la distribución angular de esas partículas. El nuevo trabajo plantea una hipótesis consistente: los rayos gamma detectados serían el resultado de interacciones entre rayos cósmicos de alta energía y los campos magnéticos internos del Sol.

Los campos internetwork podrían ser la clave

El estudio indica que esos campos magnéticos, conocidos como campos internetwork, se encuentran bajo la fotosfera, la capa visible del Sol, y están formados por estructuras horizontales de alrededor de un kilogauss distribuidas en escalas de unos mil kilómetros. A diferencia de las grandes manchas solares, estos campos cubren zonas aparentemente tranquilas de la superficie, pero su potencia sería suficiente para reflejar partículas cósmicas y generar cascadas de desintegración de piones que producen los rayos gamma observados. “Los campos internetwork podrían ser la clave para entender la emisión solar de TeV”, explican los autores.

Para comprobarlo, los investigadores desarrollaron un modelo semianalítico que combina simulaciones de trayectorias de protones con un cálculo detallado de las colisiones que generan fotones gamma. El resultado reproduce de forma precisa los datos del observatorio HAWC, sin necesidad de invocar fenómenos extremos o eventos solares transitorios. Esto sugiere que la producción de rayos gamma de altísima energía podría ser continua y estable, alimentada por la interacción entre los rayos cósmicos galácticos y la magnetosfera más profunda del Sol.

El hallazgo tiene implicaciones importantes. Los campos magnéticos subfotosféricos son una de las regiones menos comprendidas de la física solar: se encuentran justo por debajo de la superficie, donde los métodos ópticos o espectroscópicos no pueden penetrar. Los autores sostienen que la observación de rayos gamma de TeV ofrece una nueva herramienta para estudiar el magnetismo solar interno, al permitir inferir su fuerza y estructura a partir de la energía y la dirección de las partículas emitidas.

Resolución de una discrepancia

Los resultados también ayudan a resolver una discrepancia persistente entre teoría y observación. Los modelos clásicos predecían que el Sol debía emitir menos rayos gamma de los que Fermi o HAWC habían detectado. Incorporar los campos internetwork en los cálculos explica tanto la intensidad como la forma espectral del flujo observado, lo que apunta a que el Sol podría estar más magnetizado de lo que se pensaba en sus capas más bajas. Esa conclusión invita a revisar la comprensión del llamado “ciclo solar interno”, el conjunto de procesos magnéticos que alimentan las erupciones, las manchas y el viento solar.

Además de su relevancia astrofísica, el estudio abre una línea de investigación pionera que conecta la astrofísica de partículas con la meteorología espacial. Si los campos internetwork son tan extensos como sugiere el modelo (cubriendo hasta un 30 % de la superficie solar), podrían influir potencialmente en la forma en que el Sol modula el flujo de rayos cósmicos que llega a la Tierra. Esto tendría implicaciones en la comprensión del clima espacial y su impacto sobre los satélites, las comunicaciones y las redes eléctricas.

Los autores proponen continuar las observaciones con nuevos detectores de rayos gamma como LHAASO (China) y el futuro Observatorio del Hemisferio Sur (SWGO), que podrán confirmar si esta emisión de TeV es constante o varía con el ciclo solar de 11 años. Si se confirma, los rayos gamma de altísima energía no solo serían un fenómeno sorprendente, sino también una herramienta inédita para explorar el interior del Sol y desentrañar la dinámica de su magnetismo, el motor invisible que regula toda la actividad solar.