Investigadores de los Observatorios de Yunnan de la Academia de Ciencias de China han investigado las propiedades turbulentas en la hoja de corriente (CS) de las llamaradas solares a gran escala.

Analizaron cuantitativamente la tasa de reconexión magnética, difusividad, escala de disipación, amplitud de turbulencia, etc., tras la aparición de turbulencia provocada por inestabilidades de desgarro. Descubrieron que la turbulencia puede ampliar efectivamente el ancho del CS y generar un efecto de disipación adicional en el CS.

Los hallazgos fueron publicados en Research in Astronomy and Astrophysics el 31 de mayo.

Una llamarada solar es uno de los eventos más energéticos del sistema solar, en el que hasta 10 ³² Los ergios de energía magnética se liberan a través de la reconexión magnética. Esta hoja de corriente a gran escala que se conecta a la llamarada y la cuerda de flujo en erupción es el lugar principal para el proceso de reconexión magnética.

Las teorías clásicas predicen un ancho del CS correspondiente a la escala de inercia de iones de decenas o cientos de metros, mientras que muchas observaciones encontraron un ancho asociado de 10 ⁴ a 10 ⁵ km.

La gran discrepancia puede estar relacionada con la turbulencia que se produce en el CS. Por lo tanto, la estimación precisa de la disipación de energía provocada por la turbulencia es crucial para comprender la rápida liberación de energía en la llamarada solar.

En este estudio, los investigadores utilizaron simulaciones numéricas magnetohidrodinámicas de alta resolución en 2D, basadas en el modelo de llamarada estándar en la atmósfera solar estratificada gravitacionalmente. La tasa de reconexión magnética mostró un aumento aparente debido a la aparición de inestabilidades de desgarro.

Descubrieron que la aparición de la turbulencia equivalía a agregar un término de disipación adicional en las ecuaciones de inducción, lo que podría aumentar drásticamente la difusividad local en el CS. "Según el análisis de espectro, calculamos la escala de disipación relacionada de 100 a 200 km, que era mucho más alta que la escala de inercia de iones. Correspondía al ancho de la reconexión secundaria CS entre los plasmoides fusionados", dijo Zhang Yining, primer autor del estudio.

Además, calcularon que el ancho general de la hoja actual es de 1500 a 2500 km, lo que concuerda con los resultados de la observación. De hecho, se ha demostrado que el ancho de CS que se encuentra a menudo en las observaciones es relevante con la escala de Taylor de la teoría de Biskamp.

"El choque de terminación en la parte superior del bucle de bengala puede amplificar un poco la amplitud de la turbulencia. El factor de amplificación está relacionado con la geometría local del choque de terminación, y se muestra que el choque de terminación tiene una mayor eficiencia de calentamiento en lugar de la transferencia de energía cinética", dijo el Dr. Ye Jing, autor correspondiente del estudio.

Este estudio ilumina los detalles del mecanismo de disipación de la reconexión magnética en presencia de turbulencia en la llamarada solar. + Explora más

Los investigadores identifican el papel de la turbulencia para el calentamiento de los plasmas en las erupciones solares