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Científicos acaban de replicar la espiral magnética del sol por primera vez en el laboratorio

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La bola giratoria de plasma que es nuestro Sol también produce un campo magnético giratorio, y donde ese campo magnético se debilita, los vientos solares pueden escapar.

Ahora los científicos han podido recrear esos mismos efectos en un laboratorio por primera vez, lo que significa que podemos estudiar la ciencia extraña alrededor de nuestra estrella de cerca, sin un viaje a través del Sistema Solar.

Saber cómo se comportan este campo magnético y sus flujos de plasma asociados es crucial para mejorar nuestra comprensión de cómo y cuándo las tormentas solares pueden impactar la Tierra, y potencialmente poner nuestros sistemas de comunicaciones e infraestructura bajo una tensión severa.

En particular, la configuración mini-Sol ahora configurada dentro de un laboratorio en la Universidad de Wisconsin-Madison mapea los efectos más amplios de la espiral de Parker (llamada así por su descubridor, el astrofísico solar estadounidense Eugene Parker).

A todos los físicos les gusta esto

Específicamente, esta es la forma en que el campo magnético del Sol y sus vientos solares fluyen como la falda de una bailarina a través de los planetas circundantes. «El viento solar es muy variable, pero esencialmente hay dos tipos: rápido y lento«, dice el físico Ethan Peterson de la Universidad de Wisconsin-Madison.

«Las misiones satelitales han documentado bastante bien de dónde proviene el viento rápido, por lo que estábamos tratando de estudiar específicamente cómo se genera el viento solar lento y cómo evoluciona a medida que viaja hacia la Tierra«.

Para investigar aún más la espiral de Parker y sus vientos solares, Peterson y sus colegas crearon la Gran Bola Roja: una esfera hueca que contiene plasma de tres metros (casi diez pies) de ancho, con un imán fuerte y su centro y varias sondas de medición.

Luego se ionizó gas helio para crear plasma a temperaturas de 100,000 grados, antes de que toda la mezcla se centrifugara utilizando una corriente eléctrica y las fuerzas magnéticas dentro de la máquina.

Una espiral en miniatura

Lo científicos terminaron con una espiral de Parker en miniatura que se puede monitorear continuamente en tres dimensiones. «Las mediciones satelitales son bastante consistentes con el modelo espiral de Parker, pero solo en un punto a la vez, por lo que nunca sería capaz de hacer un mapa simultáneo a gran escala como podemos hacerlo en el laboratorio«, dice Peterson. «Nuestras mediciones experimentales confirman la teoría de Parker de cómo es creada por estos flujos de plasma«.

Además de medir los tramos y giros del campo magnético del Sol, que no se han explorado ampliamente antes, la Gran Bola Roja también ha podido generar sus propias ‘erupciones’ de plasma: pequeños brotes de plasma que alimentan los vientos solares más lentos.

Por primera vez, los científicos han podido observar en detalle cómo se generan realmente, ya que el plasma de alta velocidad se encuentra con puntos debilitados en el campo magnético.

Si bien esta espiral de Parker a pequeña escala no puede replicar completamente lo real que se extiende por el espacio, sin duda ayudará a los investigadores a descubrir parte de la física detrás de cómo funcionan el campo magnético y los ciclos de plasma del Sol, y qué podemos esperar de ellos en el futuro.

Es sólo el principio

Los investigadores enfatizan que de ninguna manera elimina la necesidad de misiones de sondas solares en el futuro: la Sonda Solar Parker, por ejemplo, lanzada en agosto de 2018, está en camino hacia el Sol. Va a sumergirse debajo de la superficie de Alfvén, el punto en la superficie solar donde nacen los vientos solares, para medir estos vientos solares con mayor detalle que nunca.

Mientras tanto, la Gran Bola Roja ahora está disponible para que otros investigadores hagan uso, realicen pruebas y tomen medidas, un recurso potencialmente crucial para comprender más acerca de nuestro Sistema Solar.

«Nuestro trabajo muestra que los experimentos de laboratorio también pueden llegar a la física fundamental de estos procesos«, dice Peterson. «Y debido a que la Gran Bola Roja ahora está financiada como una Instalación Nacional de Usuarios, le dice a la comunidad científica: si quieres estudiar la física del viento solar, puedes hacerlo aquí«.

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