Las imágenes fotosféricas y cromosféricas se registraron con el satélite Hinode, mientras que las líneas de colores entre ellas visualizan la presencia de líneas de campo magnético de las simulaciones numéricas realistas de los investigadores utilizando el Código Avanzado de Sheffield (SAC). Las curvas rojas y azules son remolinos detectados por el algoritmo de detección automática de remolinos (ASDA) desarrollado por los investigadores. Crédito:Liu et al. Comunicaciones de la naturaleza, 10:3504, 2019
Un equipo internacional de científicos dirigido por la Universidad de Sheffield ha descubierto evidencia observacional previamente no detectada de frecuentes pulsos de ondas energéticas del tamaño del Reino Unido. transportar energía desde la superficie solar a la atmósfera solar superior.
Se ha sugerido ampliamente que las ondas y pulsos de plasma magnético son uno de los mecanismos clave que podrían responder a la pregunta de por qué la temperatura de la atmósfera solar aumenta drásticamente. de miles a millones de grados, a medida que se aleja de la superficie solar.
Se han presentado muchas teorías, incluidos algunos desarrollados en la Universidad de Sheffield, por ejemplo, calentar el plasma mediante ondas magnéticas o plasma magnético, pero la validación observacional de la ubicuidad de un mecanismo de transporte de energía adecuado ha demostrado ser un desafío hasta ahora.
Desarrollando enfoques innovadores, matemáticos aplicados en el Centro de Investigación de Física Solar y Plasma Espacial (SP2RC) en la Escuela de Matemáticas y Estadística de la Universidad de Sheffield, y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, han descubierto evidencia de observación única de abundantes pulsos de ondas energéticas, nombrado en honor al premio Nobel Hannes Alfvén, en la atmósfera solar.
Se ha descubierto que estos pulsos de Alfvén de corta duración son generados por remolinos de plasma fotosférico predominantes del tamaño de las Islas Británicas. que se sugiere tener una población de al menos 150, 000 en la fotosfera solar en cualquier momento.
Profesor Robertus Erdélyi (también conocido como von Fáy-Siebenbürgen), Jefe de SP2RC, dijo:"Los movimientos giratorios están en todas partes del universo, por hundir agua en grifos domésticos con un tamaño de centímetros, a tornados en la Tierra y en el Sol, chorros solares y galaxias espirales con un tamaño de hasta 520, 000 años luz. Este trabajo ha demostrado, por primera vez, la evidencia observacional de que los remolinos ubicuos en la atmósfera solar podrían generar pulsos Alfvén de corta duración.
El cilindro gris representa un tubo de flujo magnético, mientras que las líneas verdes son líneas de campo magnético. Las regiones con el color púrpura en las líneas de campo resaltan la ubicación del pulso magnético de Alfvén que se propaga. Los diferentes colores en el disco central representan diferentes densidades de plasma locales. La figura ilustra cómo un pulso de plasma magnético de Alfvén se mostrará como los remolinos cromosféricos observados. Está disponible una animación en línea de esta figura. Crédito:Liu et al. Comunicaciones de la naturaleza, 10:3504, 2019
"Los pulsos de Alfvén generados penetran fácilmente en la atmósfera solar a lo largo de tubos de flujo magnético en forma de cilindro, una forma de magnetismo un poco como árboles en un bosque. Los pulsos podrían viajar hacia arriba y alcanzar la parte superior de las capas cromosféricas solares, o, incluso más allá."
Los modos de Alfvén son actualmente muy difíciles de observar directamente, porque no provocan concentraciones de intensidad local ni rarefacciones cuando hacen su viaje a través de un plasma magnetizado. Son difíciles de distinguir observacionalmente de algunos otros tipos de modos de plasma magnético, como las conocidas ondas de plasma magnéticas transversales, a menudo llamados modos de torcedura.
"Se estima que el flujo de energía transportado por los pulsos de Alfvén que detectamos ahora es más de 10 veces mayor que el necesario para calentar la cromosfera solar superior local". "dijo el Dr. Jiajia Liu, asociado de investigación postdoctoral.
"La cromosfera es una capa relativamente delgada entre la superficie solar y la corona extremadamente caliente. La cromosfera solar aparece como un anillo rojo alrededor del Sol durante los eclipses solares totales".
El profesor Erdélyi agregó:"Ha sido una pregunta fascinante para la comunidad científica durante mucho tiempo:cómo el Sol y muchas otras estrellas suministran energía y masa a sus atmósferas superiores. Nuestros resultados, como parte de una emocionante colaboración entre el Reino Unido y China, involucrando a nuestros mejores científicos de carrera temprana como los doctores Jiajia Liu, Chris Nelson y Ben Snow, son un importante paso adelante para abordar el suministro de la energía no térmica necesaria para el calentamiento de plasma solar y astrofísico.
"Creemos, Estos remolinos de plasma magnético fotosférico del tamaño del Reino Unido también son candidatos muy prometedores no solo para la energía, sino también para el transporte masivo entre las capas inferior y superior de la atmósfera solar. Nuestra investigación futura con mis colegas de SP2RC se centrará ahora en este nuevo rompecabezas. "
