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 estudio futuro de la física solar.

Nuestro sol es esencialmente una gran bola de plasma caliente, un estado energético de la materia compuesto por gas ionizado. Mientras el sol gira el plasma gira a lo largo, también. Este movimiento de plasma en el núcleo del sol produce un campo magnético que 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 desprende del sol, creando el viento solar.

"El viento solar es muy variable, pero hay esencialmente dos tipos:rápido y lento, "explica Ethan Peterson, estudiante de posgrado 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, así 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, puede que no tenga acceso directo a la gran bola de plasma del sol, pero 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 fuerte imán en su centro y varias sondas en su interior. Los investigadores bombean gas helio en, ionizarlo para crear un plasma, y luego aplicar 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, permitiéndoles estudiar los fenómenos solares en tres dimensiones.

Primero, pudieron recrear la Parker Spiral, 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 irradia directamente del Sol. Pero en esa superficie, la dinámica del viento solar se hace cargo, arrastrando el campo magnético en una espiral.

"Las mediciones de satélite son bastante consistentes con el modelo Parker Spiral, pero solo en un punto a la vez, para que nunca puedas hacer un simultáneo, "Mapa a gran escala de él como podemos en el laboratorio", dice Peterson. "Nuestras mediciones experimentales confirman la teoría de Parker de cómo es creado por estos flujos de plasma".

Los investigadores también pudieron identificar la fuente de los eructos de plasma del Sol, " pequeña, eyecciones periódicas de plasma que alimentan el lento viento solar. Con el plasma girando probaron el campo magnético y la velocidad del plasma. Sus 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 pudiera romperse y eyectarse radialmente.

"Estas eyecciones son observadas por satélites, pero nadie sabe qué los impulsa, ", Dice Peterson." Terminamos viendo eructos muy similares en nuestro experimento, e identificó cómo se desarrollan ".

Los investigadores enfatizan que sus experimentos con destino a la Tierra complementan, pero no me reemplaces, misiones de satélite. Por ejemplo, la sonda solar Parker, lanzado en agosto de 2018, se espera que alcance e incluso se sumerja por debajo de la superficie de Alfvén. Proporcionará mediciones 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 Big Red Ball ahora se financia como una instalación de usuario nacional, le dice a la comunidad científica:si quieres estudiar la física del viento solar, Puedes hacer eso aquí."