El viento solar del sol afecta a casi todo en el sistema solar. Puede interrumpir la función de los satélites de la Tierra y crea las luces de las auroras.
Un nuevo estudio realizado por físicos de la Universidad de Wisconsin-Madison imitó los vientos solares en el laboratorio, confirmando cómo se desarrollan y proporcionando un modelo terrestre para el futuro estudio de la física solar.
Nuestro sol es esencialmente una gran bola de plasma caliente, un estado energético de la materia compuesto de gas ionizado. A medida que el sol gira, el plasma también gira. Este movimiento de plasma en el núcleo del sol produce un campo magnéticoque llena la atmósfera solar. A cierta distancia de la superficie del sol, conocida como la superficie de Alfvén, este campo magnético se debilita y el plasma se separa del sol, creando el viento solar.
"El viento solar es muy variable, pero esencialmente hay dos tipos: rápido y lento", explica Ethan Peterson, un estudiante graduado en el departamento de física de UW-Madison y autor principal del estudio publicado en línea el 29 de julio en Física de la naturaleza . "Las misiones satelitales han documentado bastante bien de dónde proviene el viento rápido, por lo que estábamos tratando de estudiar específicamente cómo se genera el viento solar lento y cómo evoluciona a medida que viaja hacia la Tierra".
Peterson y sus colegas, incluido el profesor de física Cary Forest, pueden no tener acceso directo a la gran bola de plasma del sol, pero sí tienen acceso a la siguiente mejor opción: la Gran Bola Roja.
La gran bola roja es una esfera hueca de tres metros de ancho, con un imán fuerte en el centro y varias sondas en el interior. Los investigadores bombean gas helio, lo ionizan para crear un plasma y luego aplican una corriente eléctrica que,junto con el campo magnético, agita el plasma, creando una imitación casi perfecta del plasma giratorio y los campos electromagnéticos del sol.
Con su mini-sol en su lugar, los investigadores pueden tomar medidas en muchos puntos dentro de la pelota, lo que les permite estudiar los fenómenos solares en tres dimensiones.
Primero, pudieron recrear la espiral de Parker, un campo magnético que llena todo el sistema solar llamado así por el científico que describió por primera vez el viento solar. Debajo de la superficie de Alfvén, el campo magnético se irradia directamente del Sol. Pero enesa superficie, la dinámica del viento solar se hace cargo, arrastrando el campo magnético a una espiral.
"Las mediciones satelitales son bastante consistentes con el modelo Parker Spiral, pero solo en un punto a la vez, por lo que nunca sería capaz de hacer un mapa simultáneo a gran escala como podemos hacerlo en el laboratorio". Petersondice: "Nuestras mediciones experimentales confirman la teoría de Parker de cómo es creada por estos flujos de plasma".
Los investigadores también pudieron identificar la fuente de los "eructos" de plasma del Sol, pequeñas expulsiones periódicas de plasma que alimentan el lento viento solar. Con el plasma girando, probaron el campo magnético y la velocidad del plasma.los datos mapearon una región donde el plasma se movía lo suficientemente rápido y el campo magnético era lo suficientemente débil como para que el plasma se pudiera romper y expulsar radialmente.
"Estas eyecciones son observadas por los satélites, pero nadie sabe qué los impulsa", dice Peterson. "Terminamos viendo eructos muy similares en nuestro experimento e identificamos cómo se desarrollan".
Los investigadores enfatizan que sus experimentos terrestres complementan, pero no reemplazan, las misiones satelitales. Por ejemplo, se espera que la Sonda Solar Parker, lanzada en agosto de 2018, alcance e incluso se sumerja por debajo de la superficie de Alfvén. Proporcionarámediciones directas del viento solar nunca antes obtenidas.
"Nuestro trabajo muestra que los experimentos de laboratorio también pueden llegar a la física fundamental de estos procesos", dice Peterson. "Y debido a que la Big Red Ball ahora está financiada como una Instalación Nacional de Usuarios, le dice a la comunidad científica: si lo deseapara estudiar la física del viento solar, puedes hacerlo aquí "
Este estudio fue apoyado por la Beca de la División de Heliofísica de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la NASA. La instalación de Big Red Ball fue construida con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias y ahora funciona como una Instalación Nacional de Usuarios del Departamento de Energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Sarah Perdue. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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