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Observan el calentamiento producido por ondas magnéticas en el Sol

5 Mar. 2018

Un equipo internacional en el que participan investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), observa cómo las ondas magnéticas que se propagan por la atmósfera solar calientan sus capas más externas. Los resultados de esta investigación se publican hoy en la revista Nature Physics.

En 1942, el físico e ingeniero sueco Hannes Alfvén predijo la existencia de un nuevo tipo de ondas debidas al magnetismo actuando sobre un plasma, lo que le llevó a obtener el Premio Nobel de Física en 1970. Desde su predicción, las ondas de Alfvén han estado asociadas con una variedad de fuentes, incluyendo reactores nucleares, la nube de gas que envuelve a los cometas, experimentos de laboratorio, diagnóstico médico por resonancia magnética y también la atmósfera del Sol. Precisamente aquí, en la turbulenta atmósfera solar, con temperaturas que llegan a alcanzar millones de grados, se ha propuesto que las ondas de Alfvén pueden estar jugando un papel importante para mantener tan elevadas temperaturas.

De forma similar a las olas del mar, se piensa que las ondas de Alfvén se propagan hacia arriba desde la superficie solar hasta "romper" en las capas más altas, liberando allí enormes cantidades de energía en forma de calor. En los últimos 10 años se ha demostrado la existencia de ondas de Alfvén en la atmósfera solar. Sin embargo, hasta la fecha no se había tenido evidencia directa concluyente de que estas ondas pudiesen convertir su movimiento en calor, algo que intrigaba a los físicos desde la confirmación de su existencia. Hoy se publica en Nature Physics el trabajo desarrollado por un equipo internacional liderado por la Queen University de Belfast (Reino Unido), que ha sido capaz de detectar el calentamiento producido por ondas del Alfvén en una mancha solar, lo que ya se había predicho teóricamente hace 75 años. Esta investigación abre una nueva ventana a la comprensión de estos fenómenos que se dan en muchos otros ámbitos, incluyendo generadores de energía o aparatos de diagnóstico médico.

El estudio utiliza observaciones de alta resolución obtenidas en el telescopio Dunn Solar Telescope, de Nuevo México (EEUU), complementadas con datos del observatorio espacial Solar Dynamics Observatory de la NASA, para analizar los campos magnéticos más fuertes que aparecen en las manchas solares. Estas regiones albergan campos más intensos que los que se dan en las máquinas de resonancia magnética y tienen tamaños mucho mayores que nuestro planeta.

El equipo internacional está compuesto por especialistas en diferentes aspectos. Desde observaciones hasta técnicas de análisis, pasando por simulaciones por ordenador y transporte de radiación. La contribución del IAC ha consistido en el análisis de los perfiles espectrales producidos por los átomos de calcio ionizado, cuya huella en la luz observada permite determinar las condiciones físicas existentes en las capas altas de la atmósfera así como seguir su variación con el tiempo. “Este análisis –explica el investigador del IAC/ULL y coautor del artículo, Héctor Socas-Navarro- se basa en complejos cálculos con superordenadores sobre cómo estos átomos responden a la radiación y dejan su firma en las propiedades de la luz que nos llega, aspectos en los que el grupo del IAC es considerado puntero a nivel internacional”.

Artículo: Samuel D. T. Grant et al. Alfvén wave dissipation in the solar chromosphere. Nature Physics DOI: 10.1038/s41567-018-0058-3

Contacto IAC/ULL:

  • Héctor Socas: hsocas@iac.es

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