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La sensibilidad magnética de la línea k del Mg II a la acción conjunta de los efectos Hanle, Zeeman y magneto-ópticos

Autor/es: E. Alsina Ballester, L. Belluzzi, J. Trujillo Bueno

Referencia: 2016 ApJ 831 L15 | Enlace

Perfiles de Stokes de la línea k del Mg II calculados en un modelo semi-empírico de la atmósfera solar, en la ausencia (curvas negras) y en la presencia (curvas coloreadas) de un campo magnético horizontal con acimut cero (esto es, en el plano definido por la vertical local y la línea de visión). La dirección de referencia para Stokes Q positivo es la paralela al limbo más cercano.
Perfiles de Stokes de la línea k del Mg II calculados en un modelo semi-empírico de la atmósfera solar, en la ausencia (curvas negras) y en la presencia (curvas coloreadas) de un campo magnético horizontal con acimut cero (esto es, en el plano definido por la vertical local y la línea de visión). La dirección de referencia para Stokes Q positivo es la paralela al limbo más cercano.

La polarización de la línea k del Mg II a 279.5 nm contiene información valiosa sobre el campo magnético en las regiones más externas de la cromosfera solar, donde se origina esta fuerte línea resonante. Hemos desarrollado un novedoso código de transporte radiativo que nos permite considerar la polarización por “scattering” y la acción conjunta de los efectos Hanle y Zeeman, además de fenómenos de redistribución parcial en frecuencias (PRD; es decir, correlaciones entre los fotones entrantes y salientes en los procesos de “scattering”). Este código, que trata cuánticamente el sistema atómico y la radiación polarizada, lo hemos aplicado para calcular los perfiles de Stokes que emergen de modelos de la cromosfera solar, considerando varias configuraciones del campo magnético. El efecto Hanle es la modificación de la polarización lineal causada por procesos de “scattering” en una línea espectral, debida a la presencia de un campo magnético. Antes de esta investigación, se pensaba que las alas de los perfiles de polarización lineal eran insensibles a la presencia de un campo magnético, y que la sensibilidad magnética de las líneas cromosféricas fuertes, como la línea k del Mg II, quedaba restringida a la polarización circular inducida por el efecto Zeeman y, mediante el efecto Hanle, al centro de los perfiles de polarización lineal. Hemos descubierto que en líneas resonantes fuertes en las que los efectos de PRD son importantes, tales como la línea k del Mg II, los términos magneto-ópticos en la ecuación de transporte para el vector de Stokes introducen una sensibilidad magnética muy considerable en las alas de los perfiles de polarización lineal. Esta sensibilidad tanto a campos débiles (alrededor de 5 G) como a campos más intensos, que hasta ahora había pasado desapercibida, aumenta el interés científico de la polarización de la línea k del Mg II como herramienta de diagnóstico para inferir el magnetismo de la enigmática cromosfera solar, tanto en regiones en calma y activas del Sol. El segundo vuelo del “Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter” (CLASP) se destinará a la observación de la variación con la longitud de onda de los perfiles de Stokes a lo largo de las líneas k y h del Mg II. El primer vuelo del cohete sonda CLASP, propuesto por NASA, JAXA y el IAC, tuvo lugar el 3 de septiembre de 2015. Este exitoso proyecto internacional ha logrado la primera medida de la polarización en una línea ultravioleta de la radiación del disco solar (Lyman-alpha del hidrógeno a 121.6 nm), y la primera exploración empírica de la complejidad geométrica y del campo magnético de la región de transición entre la cromosfera y corona del Sol.

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