La Dra. Natalia Shchukina es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania (NASU) y científica principal del Departamento de Física Solar del Observatorio Astronómico Principal de NASU.
Un desafío clave en la física solar es obtener información empírica sobre el campo magnético del plasma a millones de grados de la corona solar. En esta región extendida y rarefacta de la atmósfera solar se producen los eventos explosivos que impactan la magnetósfera de la Tierra, y entender los mecanismos físicos que desencadenan tales eventos requiere "medir" la fuerza y la geometría del campo magnético que impregna las estructuras del plasma coronal durante las fases estables e inestables de su evolución temporal. Este es un problema extremadamente difícil y no resuelto. En primer lugar, necesitamos encontrar observables de la radiación solar que sean sensibles tanto a la orientación como a la intensidad del campo magnético. En segundo lugar, necesitamos telescopios e instrumentos adecuados para medir tales observables. En tercer lugar, necesitamos desarrollar técnicas de diagnóstico de plasma capaces de inferir el campo magnético coronal a partir de las observaciones. Este proyecto de investigación tiene como objetivo lograr una contribución novedosa a los primeros y tercer puntos mencionados.
Los observables más conocidos de la radiación electromagnética solar sensibles al campo magnético coronal son las señales de polarización de las líneas prohibidas de especies altamente ionizadas (por ejemplo, la línea Fe XIII a 10747 Å) y ciertas líneas permitidas (por ejemplo, la línea de hidrógeno Ly-α a 1215 Å). Lamentablemente, la señal de polarización en estas líneas solo se puede detectar para líneas de visión fuera del disco durante los eclipses solares totales o utilizando un coronógrafo.
La única radiación de líneas coronales que se puede observar tanto para líneas de visión fuera del disco como sobre el disco es la radiación de líneas permitidas ultravioleta extrema (EUV) producida por especies altamente ionizadas en la corona solar. Sin embargo, durante muchos años se pensó que esta radiación no estaba polarizada y, por lo tanto, no era adecuada para medir el campo magnético coronal. Afortunadamente, las expectativas cambiaron en 2009 cuando Manso Sainz y Trujillo Bueno (2009; ASP Conf. Ser. Vol. 405, p. 423) descubrieron teóricamente un mecanismo a través del cual algunas líneas permitidas de EUV (por ejemplo, la línea Fe X a 174.5 Å) pueden realmente volverse linealmente polarizadas. Se ha demostrado que, a pesar de que estas líneas se excitan principalmente por colisión, tal polarización puede ocurrir si su nivel inferior lleva alineación atómica.
La investigación que comenzamos en 2024, con una beca de tres meses de la Fundación Occident, nos permitió demostrar que existen muchas otras líneas permitidas de EUV de iones coronal Fe X, Fe XI, Fe XIII, Fe XIV, Si IX y Si X para las cuales este mecanismo también debería inducir polarización lineal. Además, la polarización lineal en algunas de ellas es sensible no solo a la orientación, sino también a la intensidad del campo magnético coronal. Estos resultados, ya enviados para su publicación, se obtuvieron para un caso idealizado de dispersión simple en modelos unidimensionales (1D) de la corona solar (véase Shchukina N., Trujillo Bueno, J., Supriya, H. D., Sukhorukov, A. "Coronal Magnetometry with EUV Permitted Lines", 2025, Astrophysical Journal).
El estudio que estamos llevando a cabo en 2025, con una financiación de dos meses de la Fundación Occident, nos brinda la oportunidad de considerar modelos tridimensionales (3D) realistas de la corona solar y realizar predicciones teóricas detalladas de la polarización lineal en las líneas EUV más intensas. Para aprovechar esta oportunidad, utilizamos el código P-CORONA (véase https://gitlab.com/polmag/P-CORONA) desarrollado en el marco del proyecto de investigación POLMAG, financiado por la subvención avanzada H2020-ERC-ADG 742265 del Consejo Europeo de Investigación.
En un artículo muy reciente describimos el código P-CORONA y mostramos algunos resultados de su aplicación a las líneas coronales prohibidas (véase Supriya, H. D., de Vicente Á., del Pino Alemán, T., Trujillo Bueno, J., Shchukina, N. "P-CORONA: A New Tool for Calculating the Intensity and Polarization of Coronal Lines in 3D Models of the Solar Corona", 2025, Astrophysical Journal, enviado).
