Se sabe que la corona del sol, la capa más externa de la atmósfera del sol, es aproximadamente 100 veces más caliente que su fotosfera, la capa visible del sol. Sin embargo, la razón de este misterioso calentamiento del plasma coronal solar esaún no entendido del todo. Un equipo de investigación en la India ha desarrollado un conjunto de cálculos numéricos para arrojar luz sobre este fenómeno, y presente esta semana en Física de plasma , de AIP Publishing, análisis que examina el papel de los campos magnéticos caóticos en los posibles mecanismos de calentamiento.
Operando bajo la idea de que existen líneas de campo magnético enredado caóticamente en los plasmas astrofísicos, el equipo usó simulación por computadora de alto rendimiento para comprender estas líneas de campo caótico. Específicamente, investigaron condiciones que crean cintas de corriente eléctrica intensa, conocida comohojas actuales
Las láminas actuales, que se cree que se producen en el plasma coronal, son sitios potenciales para reconexiones magnéticas, que proporcionan un mecanismo para el calentamiento extremo de la corona. Además, dentro de las láminas actuales, el campo eléctrico alcanza su punto máximo y acelera las partículas cargadas.
"Queremos dar un paso adelante para explicar la generación espontánea de estas hojas actuales", dijo Sanjay Kumar, miembro del equipo de investigación.
El método de investigación se centró en permitir que un magnetofluido incompresible, térmicamente homogéneo, con conductividad eléctrica infinita, se relajara mediante una disipación viscosa, hacia un estado final caracterizado. Los cálculos se hicieron consistentes con la teoría magnetostática bien aceptada y dieron como resultado un desarrollo espontáneo de la hoja de corriente, haciendo querelevantes para el estudio de la aceleración de partículas en plasmas astrofísicos.
Utilizando Vikram-100, la instalación de informática de alto rendimiento 100TF en el Laboratorio de Investigación Física, los investigadores simularon la relajación viscosa y verificaron la congelación precisa del flujo, un comportamiento conservador que una simulación confiable debe demostrar. El equipo trazó las intensidades máximas de la corriente de volumendensidades para tendencias específicas de aumento del caos en el campo magnético, lo que proporcionó una medida de la producción de láminas actuales. Además, se encontró que las magnitudes máximas de la densidad de corriente en volumen se escalaban con la resolución numérica utilizada en la simulación por computadora, que mostraba la escala esperadadesarrollo de hoja actual.
El simple hecho de que el valor máximo de la densidad de corriente de volumen se incrementó al aumentar el caos de la línea de campo magnético, llamado "caoticidad", sugiere una proporcionalidad directa entre la intensidad de la hoja de corriente y la caoticidad.
En los tres casos estudiados, los investigadores encontraron la formación de dos conjuntos diferentes de hojas actuales. Un conjunto estaba dispuesto a lo largo del eje y, mientras que el segundo se formó en una ubicación diferente y en un momento posterior al primero.Al analizar este hecho, el equipo determinó que una evolución favorable acerca las líneas de campo magnético no paralelas e intensifica las hojas actuales.
Estas simulaciones proporcionan una visión nueva y novedosa sobre la influencia de las líneas caóticas del campo magnético en el desarrollo espontáneo de las hojas actuales y, por lo tanto, en los posibles lugares de aceleración de partículas.
"Esta es la primera vez que explicamos el papel de la línea de campo caótica en la generación de estas hojas de corriente espontáneas", dijo Kumar, refiriéndose a la comunidad científica en su conjunto.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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