La corona del Sol, invisible para el ojo humano, excepto cuando aparece brevemente como un halo de plasma ardiente durante un eclipse solar, sigue siendo un enigma incluso para los científicos que lo estudian de cerca. Ubicado a 1.300 millas de la superficie de la estrella, es más quecien veces más caliente que las capas inferiores mucho más cerca del reactor de fusión en el núcleo del Sol.
Un equipo de físicos, dirigido por Gregory Fleishman de NJIT, descubrió recientemente un fenómeno que puede comenzar a desenredar lo que ellos llaman "uno de los mayores desafíos para el modelado solar": determinar los mecanismos físicos que calientan la atmósfera superior a 1 millóngrados Fahrenheit y superiores. Sus hallazgos, que explican la energía térmica previamente no detectada en la corona, se publicaron recientemente en la publicación de 123 años Revista astrofísica , cuyos editores han incluido científicos espaciales fundamentales como Edwin Hubble.
"Sabíamos que algo realmente intrigante sucede en la interfaz entre la fotosfera - la superficie del Sol - y la corona, dadas las notables disparidades en la composición química entre las dos capas y el fuerte aumento de las temperaturas del plasma en esta unión,"señala Fleishman, un distinguido profesor de investigación de física.
Con una serie de observaciones del Observatorio de Dinámica Solar SDO espacial de la NASA, el equipo ha revelado regiones en la corona con niveles elevados de iones de metales pesados contenidos en tubos de flujo magnético, concentraciones de campos magnéticos, que transportan uncorriente eléctrica. Sus imágenes vívidas, capturadas en la banda ultravioleta EUV extrema onda corta, revelan concentraciones desproporcionadamente grandes, por un factor de cinco o más, de metales con carga múltiple en comparación con iones de hidrógeno de un solo electrón.existir en la fotosfera.
Los iones de hierro residen en lo que el equipo llama "trampas de iones" ubicadas en la base de los bucles coronales, arcos de plasma electrificado dirigidos por líneas de campo magnético. La existencia de estas trampas, dicen, implica que hay bucles coronales altamente energéticos, agotados de iones de hierro, que hasta ahora han eludido la detección en el rango EUV. Solo los iones metálicos, con sus electrones fluctuantes, producen emisiones que los hacen visibles.
"Estas observaciones sugieren que la corona puede contener incluso más energía térmica que la que se observa directamente en el rango EUV y que aún no hemos tenido en cuenta", dice. "Sin embargo, esta energía es visible en otras longitudes de onda, y esperamospara combinar nuestros datos con científicos que los ven a través de microondas y rayos X, como los científicos de la matriz solar expandida Owens Valley de NJIT, por ejemplo, para aclarar los desajustes en la energía que hemos podido cuantificar hasta ahora "
Hay varias teorías, aún no concluyentes, que explican el calor chisporroteante de la corona: líneas de energía magnética que se reconectan en la atmósfera superior y liberan energía explosiva y ondas de energía vertidas en la corona, donde se convierten en energía térmica, entreotros.
"Antes de que podamos abordar cómo se genera la energía en la corona, primero debemos mapear y cuantificar su estructura térmica", señala Fleishman.
"Lo que sabemos de la temperatura de la corona proviene de la medición de las emisiones de EUV producidas por iones pesados en varios estados de ionización, que depende de sus concentraciones, así como de la temperatura y densidad del plasma", agrega. "La distribución no uniforme deestos iones en el espacio y el tiempo parecen afectar la temperatura de la corona ".
Los iones metálicos entran en la corona cuando las erupciones solares de varios tamaños destruyen las trampas y se evaporan en bucles de flujo en la atmósfera superior.
Las liberaciones de energía en las erupciones solares y las formas asociadas de erupciones se producen cuando las líneas de campo magnético, con sus poderosas corrientes eléctricas subyacentes, se retuercen más allá de un punto crítico que se puede medir por el número de vueltas en el giro. La mayor de estas erupciones causalo que se conoce como clima espacial: la radiación, las partículas energéticas y el campo magnético se liberan del Sol lo suficientemente potentes como para causar graves efectos en el entorno cercano de la Tierra, como la interrupción de las comunicaciones, las líneas eléctricas y los sistemas de navegación.
Es solo a través de los avances recientes en las capacidades de imagen que los científicos solares ahora pueden tomar mediciones de rutina de vectores de campo magnético fotosférico a partir de los cuales calcular el componente vertical de las corrientes eléctricas y, simultáneamente, cuantificar las emisiones de EUV producidas por iones pesados.
"Antes de estas observaciones, solo habíamos tenido en cuenta los bucles coronales llenos de iones pesados, pero no podíamos explicar los tubos de flujo agotados de ellos", dice Fleishman. "Ahora todos estos fenómenos mal entendidos tienen una base física sólidaque podemos observar. Somos capaces de cuantificar mejor la estructura térmica de la corona y obtener una comprensión más clara de por qué la distribución de iones en la atmósfera solar no es uniforme en el espacio y variable en el tiempo ".
Los científicos del Observatorio Solar Big Bear BBSO de NJIT han capturado las primeras imágenes de alta resolución de campos magnéticos y flujos de plasma que se originan muy por debajo de la superficie del Sol, rastreando la evolución de las manchas solares y las cuerdas de flujo magnético a través de la cromosfera antes de su espectacular aparición enla corona como bucles brillantes.
las emisiones de EUV, sin embargo, solo se pueden observar desde el espacio. El SDO, a bordo de una nave espacial lanzada en 2010, mide las emisiones de campo magnético y EUV de todo el Sol. Las implicaciones de la estructura de temperatura de la corona, y si permite que el Soltransferir más calor al sistema solar, "es el tema de futuros estudios", dice Fleishman.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Nueva Jersey . Original escrito por Tracey Regan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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