• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  •  science >> Ciencia >  >> Física
    Turbulencia en núcleos planetarios excitados por mareas

    Izquierda:simulación de una parcela cúbica ubicada en el núcleo líquido de un planeta perturbado por los efectos de las mareas. Al centrar su análisis electrónico en este dominio reducido, los investigadores han accedido a regímenes similares a los planetarios. El flujo toma la forma de ondas superpuestas que interactúan de forma no lineal hasta formar una turbulencia de inercia de onda tridimensional (ver campo de vorticidad vertical en el centro), en contraste con los modelos donde el flujo se convierte en estructuras de turbulencia a mayor escala alineadas con el eje de rotación (ver campo de vorticidad vertical a la derecha). Crédito:Thomas Le Reun / Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre (IRPHE, CNRS / Aix Marseille Université / Centrale Marseille)

    Verdaderos escudos contra partículas de alta energía, Los campos magnéticos de los planetas son producidos por el hierro que se mueve en su núcleo líquido. Sin embargo, el modelo dominante para explicar este sistema no se ajusta a los cuerpos celestes más pequeños. Investigadores del Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre (IRPHE, CNRS / Aix Marseille Université / Centrale Marseille) y la Universidad de Leeds han propuesto un nuevo modelo que sugiere que la turbulencia en los núcleos líquidos se debe a las mareas producidas por interacciones gravitacionales entre cuerpos celestes. El modelo infiere que, en lugar de deberse a grandes, vórtices turbulentos de hierro fundido lejos de la superficie, Los movimientos en el núcleo se deben a la superposición de muchos movimientos de tipo ondulatorio. Este trabajo fue publicado en Cartas de revisión física el 21 de julio 2017.

    Los científicos están de acuerdo en que los campos magnéticos se forman y permanecen debido al hierro que fluye en el núcleo líquido. Las discusiones se vuelven más complicadas cuando intentan determinar qué permite que estas colosales masas se muevan. El modelo dominante se basa en el lento enfriamiento de los cuerpos celestes, que causa convección, que a su vez crea grandes vórtices de hierro fundido paralelos al eje de rotación del cuerpo celeste. Pero los pequeños planetas y lunas se enfrían demasiado rápido para que un campo magnético se mantenga allí por convección varios miles de millones de años después de su formación. Investigadores del IRPHE (CNRS / Aix Marseille Université / Centrale Marseille) y la Universidad de Leeds ahora han presentado un modelo alternativo en el que son las interacciones gravitacionales entre los cuerpos celestes las que perturban el núcleo.

    Mareas producido por estas interacciones gravitacionales, de hecho, perturban el núcleo periódicamente y amplifican los movimientos de las ondas presentes de forma natural en el hierro líquido giratorio. Este fenómeno acaba produciendo un flujo completamente turbulento, cuya naturaleza aún no se comprende bien. Para estudiar esto, Los investigadores utilizaron un modelo numérico de una pequeña parcela de un núcleo planetario, en lugar de simular el núcleo como un todo, lo que requeriría demasiado poder de cálculo. Este enfoque permite una caracterización fina de los movimientos creados en regímenes geofísicos extremos, conservando las características físicas esenciales. Los investigadores han demostrado que la turbulencia es el resultado de la superposición de un número muy elevado de movimientos de las olas que intercambian energía de forma permanente. Este estado específico, llamada turbulencia de onda, puede verse como análogo en tres dimensiones al movimiento de la superficie del océano, lejos de las costas.

    Este trabajo abre el camino a nuevos modelos que permiten una mejor comprensión y predicción de las propiedades del campo magnético de los cuerpos celestes. Este modelo de mareas se aplicaría a todos los cuerpos en órbita que estén suficientemente perturbados por estrellas vecinas, planetas o lunas.

    © Ciencia https://es.scienceaq.com