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Observaciones del calentamiento producido por ondas de Alfvén en la cromosfera de una mancha solar

Autor/es: S. D. T. Grant, D. B. Jess, T. V. Zaqarashvili, C. Beck, H. Socas-Navarro, M. J. Aschwanden, P. H. Keys, D. J. Christian, S. J. Houston, R. L. Hewitt

Referencia: 2018 Nature Physics 14 480 | Enlace

Representación esquemática de la atmósfera en la umbra de una mancha ilustrando varios fenómenos con frentes de choque. Corte vertical de la atmósfera en una mancha solar típica, mostrando líneas de campo magnético (naranja) ancladas en la fotosfera (parte inferior de la imagen) y expandiéndose lateralmente en función de la altura. Los anillos azul claro muestran los límites inferior y superior de la región de interés donde hay conversión de modos. La región de conversión de modos a la izquierda muestra un esquema de ondas de Alfvén no lineales amplificando ondas magneto-acústicas y aumentando la eficiencia de formación de choques en esta zona. La zona de conversión de modos en la derecha muestra el acoplamiento de oscilaciones magneto-acústicas de propagación vertical (el movimiento sinusoidal) con ondas de Alfvén (estructuras elípticas), que posteriormente desarrollan movimientos tangenciales aparentes como desplazamientos al azul y el rojo durante la creación de choques de Alfvén. La porción central representa la creación tradicional de "Umbral Flashes" que resultan de la amplificación de ondas magneto-acústicas al atravesar capas con densidad exponencialmente decreciente. La imagen no está a escala. Crédito: Grant et al. (2018)
Representación esquemática de la atmósfera en la umbra de una mancha ilustrando varios fenómenos con frentes de choque. Corte vertical de la atmósfera en una mancha solar típica, mostrando líneas de campo magnético (naranja) ancladas en la fotosfera (parte inferior de la imagen) y expandiéndose lateralmente en función de la altura. Los anillos azul claro muestran los límites inferior y superior de la región de interés donde hay conversión de modos. La región de conversión de modos a la izquierda muestra un esquema de ondas de Alfvén no lineales amplificando ondas magneto-acústicas y aumentando la eficiencia de formación de choques en esta zona. La zona de conversión de modos en la derecha muestra el acoplamiento de oscilaciones magneto-acústicas de propagación vertical (el movimiento sinusoidal) con ondas de Alfvén (estructuras elípticas), que posteriormente desarrollan movimientos tangenciales aparentes como desplazamientos al azul y el rojo durante la creación de choques de Alfvén. La porción central representa la creación tradicional de "Umbral Flashes" que resultan de la amplificación de ondas magneto-acústicas al atravesar capas con densidad exponencialmente decreciente. La imagen no está a escala. Crédito: Grant et al. (2018)

Entender por qué la temperatura aumenta desde la superficie hacia fuera es uno de los problemas clásicos de la física solar. Sospechamos que este fenómeno se debe al campo magnético pero aún no está claro cómo se transporta y deposita la energía en las capas altas. Hemos observado el calentamiento en la cromosfera de una mancha solar producido por ondas de Alfvén, un tipo especial de ondas de naturaleza magnética. 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. En este trabajo hemos sido capaces de detectar por primera vez el calentamiento producido por ondas del Alfvén en una mancha solar, lo que ya se había predicho teóricamente hace 75 años

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