Las erupciones solares son causadas por la reconexión magnética en el espacio y pueden interferir con nuestros satélites de comunicaciones. afectando las redes eléctricas, tráfico aéreo y telefonía. Ahora, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han encontrado una nueva forma de imitar y estudiar estos espectaculares fenómenos del plasma espacial en un entorno de laboratorio. Crédito:NASA / SDO / AIA / Goddard Space Flight Center
Erupciones solares, radiación cósmica, y las auroras boreales son fenómenos bien conocidos. Pero no se comprende tan bien exactamente cómo surge su enorme energía. Ahora, físicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han descubierto una nueva forma de estudiar estos espectaculares fenómenos del plasma espacial en un entorno de laboratorio. Los resultados han sido publicados en la reconocida revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Los científicos han estado tratando de llevar estos fenómenos espaciales a la Tierra durante una década. Con nuestro nuevo método podemos entrar en una nueva era, e investigar lo que antes era imposible de estudiar. Nos dirá más sobre cómo ocurren estos eventos, "dice Longqing Yi, investigador del Departamento de Física de Chalmers.
La investigación se refiere a la llamada "reconexión magnética", el proceso que da lugar a estos fenómenos. La reconexión magnética provoca la conversión repentina de la energía almacenada en el campo magnético en calor y energía cinética. Esto sucede cuando dos plasmas con campos magnéticos antiparalelos se juntan, y las líneas del campo magnético convergen y se vuelven a conectar. Esta interacción conduce a partículas de plasma violentamente aceleradas que a veces se pueden ver a simple vista, por ejemplo, durante la aurora boreal.
La reconexión magnética en el espacio también puede influir en nosotros en la Tierra. La creación de erupciones solares puede interferir con los satélites de comunicaciones, y afectar así a las redes eléctricas, tráfico aéreo y telefonía.
Para imitar y estudiar estos espectaculares fenómenos del plasma espacial en el laboratorio, necesitas un láser de alta potencia, para crear campos magnéticos alrededor de un millón de veces más fuertes que los que se encuentran en la superficie del sol. En el nuevo artículo científico, Longqing Yi, junto con el profesor Tünde Fülöp del Departamento de Física, propuso un experimento en el que la reconexión magnética se puede estudiar en un nuevo, forma más precisa. Mediante el uso de incidencia rasante de pulsos láser ultracortos, el efecto se puede lograr sin sobrecalentar el plasma. Por tanto, el proceso se puede estudiar de forma muy limpia, sin que el láser afecte directamente a la energía interna del plasma.
La imagen muestra la configuración del experimento. El láser (el triángulo rojo de la derecha) golpea la película a microescala (la losa gris), que parte la viga como un cuchillo. Los electrones se aceleran en ambos lados del "cuchillo" y producen fuertes corrientes, junto con extremadamente fuerte, Campos magnéticos antiparalelos. La reconexión magnética ocurre más allá del final de la película (el marco azul). El campo magnético se ilustra con flechas negras. Las estructuras en forma de bumerán ilustran los electrones en las diferentes etapas de la simulación. Los colores del arco iris representan los momentos transversales de los electrones. Crédito:Longqing Yi
Por tanto, el experimento propuesto nos permitiría buscar respuestas a algunas de las cuestiones más fundamentales de la astrofísica.
"Esperamos que esto pueda inspirar a muchos grupos de investigación a utilizar nuestros resultados. Esta es una gran oportunidad para buscar conocimientos que podrían ser útiles en varias áreas. Por ejemplo, necesitamos comprender mejor las erupciones solares, que puede interferir con importantes sistemas de comunicación. También necesitamos poder controlar las inestabilidades causadas por la reconexión magnética en los dispositivos de fusión, "dice Tünde Fülöp.
El estudio en el que se basan los nuevos resultados fue financiado por la fundación Knut y Alice Wallenberg, en el marco del proyecto 'Fuentes de iones compactas basadas en plasma', y el proyecto ERC 'Skena och skina' (Huyendo y radiando).
