Investigadores de Centrum Wiskunde &Informatica (CWI), el instituto nacional de investigación de matemáticas e informática de los Países Bajos, han estudiado cómo se aceleran y calientan las partículas del viento solar. En particular, descubrieron cómo las estructuras coherentes en el viento solar, donde se potencian los campos magnéticos y las corrientes eléctricas, afectar la transferencia de energía responsable de la calefacción. Los resultados fueron publicados en Cartas de revisión física el 19 de marzo de 2018.

El sol emite un flujo constante de partículas cargadas, que forman el llamado viento solar. A cierta distancia del sol el viento solar es más caliente de lo esperado, lo que significa que algún proceso sigue calentando las partículas incluso después de que abandonan la atmósfera solar. Una de las cuestiones pendientes de la física espacial es dónde y cómo se produce este calentamiento. La hipótesis de larga data es que el sol provoca turbulencias en el viento solar emitido. Esa turbulencia agita el viento solar, y así acelera y calienta aún más las partículas.

En muchos flujos turbulentos, Los movimientos a gran escala (grandes remolinos) afectan los movimientos a pequeña escala (pequeños remolinos). Eso significa que hay una transferencia de energía entre movimientos a diferentes escalas. Este también es el caso del viento solar turbulento. Sin embargo, en viento solar, la forma en que ocurre la transferencia de energía, resulta sorprendente. Los investigadores encontraron que la transferencia de energía es muy heterogénea:ocurre solo en lugares específicos. De hecho, El 80 por ciento de la transferencia de energía ocurre en aproximadamente el 50 por ciento del espacio.

En un artículo publicado en Cartas de revisión física , El investigador del CIT, Enrico Camporeale, junto con colegas de Italia y Francia, aborda por qué este es el caso. Descubrieron que ciertas estructuras en el viento solar, donde se potencian el campo magnético y las corrientes eléctricas, son responsables de la falta de homogeneidad. Estas estructuras emergen naturalmente en todos los plasmas turbulentos de baja densidad, del cual el viento solar es un ejemplo. Por lo general, tienen la forma de láminas alargadas donde el campo magnético y las corrientes eléctricas son más altos que en otros lugares.

El trabajo conduce a una mejor comprensión de la turbulencia del plasma en los vientos solares. Es necesario un conocimiento profundo de este fenómeno para desarrollar mejores pronósticos de eventos solares dañinos, como las partículas energéticas del viento solar que pueden dañar los satélites y las redes eléctricas.

Para llegar a su conclusión, el equipo utilizó simulaciones de alta resolución, ejecutar en el centro italiano de supercomputadoras CINECAB. Mediante el uso de una innovadora técnica de filtro espacial, han podido calcular la cantidad de transferencia de energía de escalas grandes a pequeñas en diferentes regiones de la simulación, y cuantificar la importancia de estructuras coherentes.