Fuente: Queen Mary, Universidad de Londres
Los científicos han confirmado la existencia de ondas de plasma magnéticas, conocidas como ondas de Alfvén, en la fotosfera del Sol. Estudio publicado en Astronomía de la naturaleza, proporciona nueva información sobre estas fascinantes olas, descubiertas por primera vez por el premio Nobel Hannes Alfvén en 1947.
El gran potencial de estas ondas radica en su capacidad para transportar energía e información a distancias muy largas debido a su naturaleza puramente magnética. El descubrimiento directo de estas ondas en la fotosfera solar, la capa más baja de la atmósfera solar, es el primer paso hacia la explotación de las propiedades de estas ondas magnéticas.
La capacidad de Alfvén para transferir energía también es de interés para la astrofísica solar y de plasma, ya que puede ayudar a explicar el calentamiento extremo de la atmósfera solar, un misterio que no se ha resuelto en más de un siglo.
Olas esquivas
Las ondas de Alfvén se crean cuando las partículas cargadas (iones) oscilan en respuesta a interacciones entre campos magnéticos y corrientes eléctricas.
En la atmósfera solar se pueden formar haces de campos magnéticos, llamados tubos del flujo magnético del Sol. Las ondas de Alfvén, sin embargo, están destinadas a manifestarse en una de dos formas en los tubos magnéticos solares; ya sea perturbaciones de torsión axialmente simétricas (donde ocurren oscilaciones simétricas alrededor del eje del tubo de corriente) o perturbaciones de torsión antisimétricas (donde las oscilaciones ocurren como dos vórtices contrarrotantes en el tubo de corriente).
Contrariamente a las afirmaciones anteriores, las ondas de Alfvén torsionales nunca se han identificado directamente en la fotosfera solar, incluso en su forma más simple de tubos de flujo magnético oscilantes axialmente simétricos.
En este estudio, los científicos utilizaron observaciones de alta resolución de la atmósfera solar realizadas por el generador de imágenes IBIS de la Agencia Espacial Europea para demostrar la existencia de ondas torsionales antisimétricas predichas por primera vez hace casi 50 años.
También encontraron que estas ondas se pueden utilizar para extraer grandes cantidades de energía de la fotosfera solar, lo que confirma el potencial de estas ondas en una amplia gama de áreas de investigación y aplicaciones industriales.
La investigación fue dirigida por el Dr. Marco Stangalini de la Agencia Espacial Italiana (ASI, Italia) y científicos de otros siete institutos de investigación y universidades, incluidos el Dr. David Tsiklauri y el Dr. un estudiante, Callum Boocock, se comprometió con este descubrimiento revolucionario.
Simulaciones de última generación
Además de estas observaciones, los científicos de Queen Mary realizaron simulaciones numéricas para estudiar los mecanismos de excitación de estas elusivas ondas.
Los científicos de Queen Mary diseñaron y establecieron una simulación magnetohidrodinámica (MHD) que se utiliza para modelar la dinámica de los fluidos magnetizados, como los que se encuentran en la atmósfera solar, para replicar las observaciones del equipo.
El Dr. David Tsiklauri, profesor invitado de la Escuela de Física y Astronomía Queen Mary, dijo: “Es sorprendente que nuestra idea de que una onda Alfvén polarizada linealmente que se mueve en la parte inferior de una lámpara de flujo magnético generaría oscilaciones de torsión en todo el tubo del haz fue real. “para una amplia gama de parámetros físicos. Tanto las observaciones como las simulaciones señalaron el descubrimiento de las ondas de Alfvén ».
El Dr. Callum Boocock, estudiante de la Escuela de Física y Astronomía de Queen Mary, dijo: “Las observaciones de las ondas de torsión de Alfven por Marco y su equipo fueron notablemente similares al comportamiento observado en nuestras simulaciones MHD, lo que demuestra la importancia de estas simulaciones para descubrir y explicar los mecanismos de generación de ondas “.
Los científicos esperan poder aprovechar las nuevas oportunidades que ofrecen los objetos recientemente encargados, como el satélite Solar Orbiter y el telescopio solar terrestre Daniel K. Inouye (DKIST) para continuar estudiando el significado de las ondas de Alfvén y, potencialmente, descubrir aún más los aspectos fundamentales. secretos del sol.
Proporcionado por Queen Mary, Universidad de Londres