Las manchas solares son conglomerados planetarios de haces de intensas líneas de campo magnético en la superficie del Sol. Se sabe que causan explosiones erupciones solares que pueden afectar directamente nuestra infraestructura tecnológica. ¿Qué mecanismos astrofísicos son responsables de la formación de manchas solares?y cómo conducen los eventos explosivos son preguntas importantes en nuestra búsqueda para comprender la actividad del Sol y su efecto magnético en la Tierra. Para abordar estas preguntas, un equipo de investigación internacional dirigido por Shin Toriumi Profesor Asistente especialmente designado en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón analizaron las observaciones de las manchas solares tal como se formaron, tomadas por Hinode, el Observatorio de Dinámica Solar SDO y los satélites del Espectrógrafo de imágenes de región de interfaz IRIS.
El equipo modeló las observaciones utilizando simulaciones numéricas de última generación realizadas en la supercomputadora Pleiades en el Centro de Investigación Ames de la NASA. El estudio revela cómo durante el curso de la formación de manchas solares las luchas territoriales entre los haces magnéticos que emergen en la superficie del SolEste estudio revela, por primera vez, la relación íntima entre el magnetismo oculto en el interior solar, la formación de manchas solares en la superficie y el dinamismo, que impulsan la formación de los llamados "puentes ligeros" y la generación de chorros de plasma y explosiones.de la atmósfera del Sol. Los resultados revisados por pares aparecerán en El diario astrofísico
Las manchas solares, misteriosas manchas oscuras en la superficie luminosa del Sol, han sido observadas y monitoreadas por los astrónomos durante siglos. Sin embargo, fue solo a principios del siglo XX que George Ellery Hale, en el Observatorio del Monte Wilson, descubrió su verdadera naturaleza.Al descubrir la física atómica, Hale atribuyó la luz polarizada de las manchas solares a la existencia de campos magnéticos intensos. Con intensidades de campo de 0.3 Teslas y superiores, las manchas solares tienen campos magnéticos más fuertes que los generados dentro de las máquinas de imágenes de resonancia magnética IRM en los hospitales.tan grande que varias Tierras podrían caber en cada una. En cierto sentido, las manchas solares son como resonancias magnéticas del tamaño de un planeta. Los intensos campos magnéticos de las manchas solares energizan la atmósfera del Sol, a menudo desencadenando llamaradas solares y eyecciones que tienen un impacto directo en el entorno espacial.Tierra: cómo nacen las manchas solares, cómo evolucionan y cómo impactan el clima espacial son preguntas centrales para nuestra comprensión del Sol y elrelación magnética entre el Sol y la Tierra.
Las misiones espaciales como Hinode, el Observatorio de Dinámica Solar SDO y el Espectrógrafo de Imágenes de la Región de la Interfaz IRIS permiten a los científicos presenciar el nacimiento de manchas solares en detalles sin precedentes. Estas observaciones combinadas revelan cómo emergen las líneas de campo magnético en el interior del Sol.la superficie. Primero, los campos magnéticos aparecen como haces 'pequeños' del tamaño de ciudades y estados. A veces, cuando dos 'proto-puntos' vecinos conocidos como poros se acercan entre sí, exprimen el plasma débilmente magnetizado que interviene en un alargadoestructura llamada puente de luz. A medida que avanza la fusión, los puentes de luz finalmente se exprimen y se forman manchas solares completas. Las luchas de poder del campo magnético durante este proceso de amalgamación desencadenan episodios repetidos de chorros de plasma y explosiones.
El Dr. Toriumi y sus colegas rastrearon la formación de una mancha solar en detalles sin precedentes utilizando datos del satélite Hinode de Japón, así como datos del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA y el Espectrógrafo de Imágenes de la Región de la Interfaz. Combinando estos datos con un modelo informático detallado de la mancha solarformación realizada en la supercomputadora Pleiades en NASA Ames, su trabajo explica cómo se fusionan los poros, cómo se crean las manchas solares y por qué ocurren explosiones y chorros entre los poros que se fusionan.
Primero, analizaron los datos de observación satelital y determinaron las estructuras magnéticas detalladas de los poros y el puente, así como el mecanismo para las explosiones y las eyecciones de chorro. Las observaciones de alta resolución de los campos magnéticos de la superficie por Hinode revelaron que los dos poros se fusionarontienen campos magnéticos verticales fuertes, mientras que el puente de luz intercalado alberga campos horizontales débiles. Además, las observaciones de IRIS de la atmósfera sobre el puente de luz mostraron que las explosiones y las eyecciones de chorro se producen repetidamente e intermitentemente como resultado de la reconexión magnética. Esto significa queLos campos horizontales del puente se rompen repetidamente y establecen nuevas conexiones con los campos verticales de los poros circundantes. Esto resulta en explosiones repentinas y repetitivas de actividad explosiones y eyecciones de chorro.
¿Qué impulsa la formación del puente de luz y la desalineación entre los campos magnéticos adyacentes? El equipo respondió a esta pregunta con la ayuda de la supercomputadora Pleiades de la NASA. Su modelo de computadora mostró cómo las corrientes de magnetismo en el interior solar irrumpen en la superficie del SolEl flujo magnético emergente aparece primero como pequeños paquetes, pero se autoorganiza en conglomerados más grandes para eventualmente formar una mancha solar. El modelo reproduce el puente de luz y los poros encontrados en las observaciones y ofrece la siguiente explicación. A medida que dos paredes de flujo magnético se acercanotro durante la formación de manchas solares, el plasma con campos magnéticos más débiles se intercala entre las paredes. A medida que este material atrapado se comprime, aparece como un puente de luz en la superficie. El campo magnético de este plasma atrapado se desalinea en relación con los campos fuertes vecinos, queda como resultado una reconexión magnética que causa erupciones repetidas y chorros de plasma.
Esta investigación revela que los movimientos del subsuelo en el Sol son la fuerza motriz final de la actividad de ráfagas en la atmósfera del Sol. El interior solar sirve como depósito de energía que da lugar a las manchas solares, que estructuran el campo magnético de la corona del Sol y determinancómo afecta el Sol a la Tierra magnéticamente. Las similitudes entre las observaciones y las simulaciones numéricas sugieren que estamos comenzando a comprender los procesos fundamentales que operan en el interior y la atmósfera del Sol. Estos principios físicos, que dictan la evolución de los plasmas magnéticos, también operan en la heliosfera., en otros objetos astrofísicos y en dispositivos de fusión en el laboratorio. Misiones como Hinode, SDO e IRIS observan al Sol, convirtiéndolo en un laboratorio natural para estudiar física del plasma.
Los recursos que apoyan este trabajo fueron proporcionados por el Programa de Computación de Alta Gama de la NASA HEC a través de la División de Supercomputación Avanzada de la NASA NAS en el Centro de Investigación Ames.
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Materiales proporcionado por Observatorio Astronómico Nacional de Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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