enero 30, 2023

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Revelando uno de los secretos más perdurables del sol.

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Un grupo de científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania ha logrado un progreso significativo en la comprensión de uno de los misterios más desconcertantes del Sol: cómo nuestra estrella impulsa las partículas que la componen. viento solar ¿en el espacio?

La información proporciona una perspectiva única sobre una región crucial de la corona solar a la que antes era difícil acceder para los investigadores. Allí, el equipo registró, por primera vez, una red dinámica de estructuras de plasma que se asemejan a una red larga y enredada. Surge una imagen distinta cuando los datos de varias sondas espaciales se combinan con una simulación por computadora exhaustiva: la energía magnética se descarga y las partículas escapan al espacio a medida que interactúan las largas estructuras de la red coronal.

Los satélites ambientales operativos geoestacionarios (GOES) de la NOAA tradicionalmente se han interesado en otras cosas además de Sol.

En agosto y septiembre de 2018 se llevó a cabo una expedición de observación para obtener imágenes de la corona solar alargada. Durante más de un mes, el Solar Ultraviolet Imager (SUVI) del GOES miró directamente al Sol como lo haría normalmente y tomó fotografías a ambos lados.

El Dr. Dan Seton de SwRI, quien se desempeñó como científico jefe de SUVI durante la campaña de monitoreo, dijo: “Tuvimos la rara oportunidad de usar un instrumento de una manera inusual para monitorear un área inexplorada. Ni siquiera sabíamos si funcionaría, pero si lo hiciera, haríamos importantes descubrimientos».

El halo medio es una capa de la atmósfera solar que se eleva 350.000 km sobre el visible superficie del solse pueden visualizar en luz ultravioleta por primera vez mediante la combinación de imágenes desde diferentes ángulos de visión, lo que aumentó considerablemente el campo de visión del dispositivo.

El Dr. Pradeep Chetta de MPS, autor principal del nuevo estudio, dijo: «En el centro de la corona, la investigación solar tenía un punto ciego. Los datos del GOES ahora brindan una mejora importante. En el centro de la corona, los investigadores sospechan de los procesos que impulsan y modifican el viento solar».

Origen del viento solar: este es un mosaico de imágenes tomadas por el instrumento GOES SUVI y el corógrafo SOHO LASCO el 17 de agosto de 2018. Fuera del círculo marcado en blanco, el campo de visión de LASCO muestra las corrientes del lento viento solar. Estos se conectan a la perfección con las estructuras de la red coronal en el medio de la corona, que se puede ver dentro del círculo marcado en blanco. Donde interactúan los largos filamentos de la red coronal, el lento viento solar comienza su viaje hacia el espacio. © Nature Astronomy, Chitta et al. / GOES / SUVI / SOHO / LASCO

Uno de los aspectos más extensos de nuestra estrella es el viento solar. La heliosfera, una burbuja de plasma enrarecido que marca el campo de influencia del Sol, está formada por la corriente de partículas cargadas que el Sol lanza al espacio y viaja hasta los límites de nuestro sistema solar. El viento solar se divide en componentes rápidos y lentos según su velocidad. El interior de los agujeros coronales, las regiones que aparecen oscuras en la luz ultravioleta coronal, es donde se origina el rápido viento solar, que puede viajar a más de 500 kilómetros por segundo. Sin embargo, no se sabe mucho sobre los orígenes del lento viento solar. Sin embargo, incluso las lentas partículas del viento solar viajan por el espacio a velocidades supersónicas de 300 a 500 km/s.

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El plasma coronal caliente a más de un millón de grados necesita escapar del sol para crear el lento viento solar. ¿Cuál es el mecanismo de trabajo aquí? Además, el lento viento solar no es homogéneo sino que revela, al menos en parte, una estructura en forma de rayo de bandas claramente distinguibles. ¿Dónde y cómo surge? Estas son las preguntas que aborda el nuevo estudio.

En los datos del GOES se puede ver un área cerca del ecuador que llamó la atención de los investigadores: dos agujeros coronales, donde el viento solar se aleja del sol sin obstáculos, cerca de un área con fuerte campo magnético. Estas interacciones del sistema son los orígenes probables del lento viento solar.

El halo central sobre esta región se representa con estructuras de plasma rectangulares que apuntan en diagonal hacia afuera en los datos del GOES. El equipo de autores se refirió a este fenómeno, que se observó directamente por primera vez, como red coronal. Las estructuras web interactúan y se reorganizan con frecuencia.

Los investigadores saben desde hace tiempo que el plasma solar de la corona exterior exhibe una estructura similar. Durante décadas, el LASCO (coronógrafo de espectrofotómetro y ángulo grande) a bordo de la nave espacial SOHO, que celebró su 25 aniversario el año pasado, ha proporcionado imágenes de esta región en luz visible.

Los científicos creen que el lento viento solar que inicia su viaje al espacio tiene una estructura similar a la de la corriente en chorro. Como ha demostrado de manera impresionante el estudio reciente, esta estructura prevalece en el medio aura.

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Los investigadores también examinaron información de otras sondas espaciales para obtener una comprensión más profunda del fenómeno: el Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASA proporcionó una imagen contemporánea de la superficie del sol, mientras que la nave espacial STEREO-A proporcionó una vista lateral. ha orbitado el sol antes que la Tierra desde 2006.

El Dr. Cooper Downes de Predictive Science Inc. dijo: , que realizó simulaciones por computadora, Usando técnicas computacionales de última generación que incorporan observaciones del Sol por teledetección, los investigadores pueden usar supercomputadoras para construir modelos 3D realistas del escurridizo campo magnético en la corona solar. modelo hidrodinámico (MHD) para simular el campo magnético de la corona y el estado del plasma para este período».

El Dr. Cooper Downes de Predictive Science Inc. dijo: , que realizó simulaciones por computadora, «Esto nos ha ayudado a conectar la fascinante dinámica que observamos en el halo central con las teorías predominantes sobre la formación del viento solar».

Guepardo Él dijoY el «Como muestran los cálculos, las estructuras del tejido coronal siguen las líneas del campo magnético. Nuestro análisis indica que la estructura del campo magnético en la corona central está impresa en el lento viento solar y juega un papel importante en la aceleración de las partículas hacia el espacio. Según el nuevo equipo Como resultado, el plasma solar caliente fluye en la corona central, a lo largo de las líneas abiertas del campo magnético de la red coronal. Cuando las líneas del campo se cruzan e interactúan, se libera energía».

Hay mucho que sugiere que los investigadores se dirigen hacia un fenómeno fundamental. Durante los períodos de alta actividad solar, los agujeros coronales a menudo ocurren cerca del ecuador en las proximidades de regiones de alta intensidad de campo magnético. Por lo tanto, es poco probable que la red coronal que observamos fuera un caso aislado».

El equipo espera obtener información más detallada de futuras misiones solares. Algunos, como la misión Proba-3 de la Agencia Espacial Europea prevista para 2024, están equipados con instrumentos que apuntan a la corona central. MPS participa en el procesamiento y análisis de los datos para esta tarea. En combinación con los datos de observación de las sondas actualmente en funcionamiento, como Parker Solar Probe de la NASA y Solar Orbiter de la ESA, que están saliendo de la línea Tierra-Sol, esto permitirá una mejor comprensión de la estructura 3D de la red coronal.

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Referencia de la revista:

  1. LB Cheetah, DB Seton, C Downs, CD Forest, AK Higginson. Observaciones directas de una red coronal compleja que impulsa un viento solar lento y altamente organizado. astronomía natural24 de noviembre de 2022. DOI: 10.1038 / s41550-022-01834-5

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