Tormenta Solar Hoy 19 Febrero 2012 NASA
La inestabilidad de torcedura a gran escala y la inestabilidad de Rayleigh-Taylor a pequeñas escalas, juntas producen la reconexión magnética que causa las llamaradas y las tormentas solares, de acuerdo a recientes experimentos.
Enero registró la mayor tormenta solar desde el año 2005, generando algunas de las auroras boreales más deslumbrantes de la historia reciente.
La fuente de la tormenta es el campo magnético del Sol, descrito por las líneas del campo invisible que sobresalen y un bucle de gas ardiendo. A veces, estas líneas de campo pueden romperse como una goma demasiado apretada y se unen con otras líneas cercanas, liberando energía que puede lanzar ráfagas de plasma conocido como erupciones solares. Enormes trozos de plasma de la superficie del Sol pueden comprimirse con rumbo hacia la Tierra y los satélites en órbita causándoles daño.
Estos trozos de plasma, llamadas eyecciones de masa coronal, también pueden ajustar las líneas de campo magnético de la Tierra, causando que las partículas cargadas se aceleren hacia los polos magnéticos de la Tierra, lo que, a su vez, pone en marcha los espectáculos de luces brillantes que conocemos como las auroras boreales y australes.
A pesar de que el proceso de las líneas de campo emergentes y la fusión con otras líneas que producen la llamada reconexión magnética tiene efectos tan importantes, una imagen detallada de lo que precisamente está pasando, desde hace mucho tiempo ha eludido a los científicos, dice Paul Bellan, profesor de física aplicada en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en el Instituto de Tecnología de California (Caltech).
Ahora, usando cámaras de alta velocidad para ver chorros de plasma en el laboratorio, el profesor Bellán y el estudiante graduado Auna Moser han descubierto un fenómeno sorprendente que ofrece pistas sobre cómo se produce la reconexión magnética. Ellos describen sus resultados en un artículo publicado este 16 de febrero en la revista Nature.
“Tratar de entender la naturaleza mediante el uso de técnicas de ingeniería es de hecho un sello distintivo de la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en el Caltech,” dice Ares Rosakis, Theodore von Kármán profesor de Aeronáutica y del profesor de ingeniería mecánica y el presidente de la ingeniería y ciencia aplicada.
En los experimentos, Auna Moser disparó chorros de hidrógeno, nitrógeno, argón y plasma a velocidades de aproximadamente 10 a 50 kilómetros por segundo a través de una distancia de más de 20 centímetros en el vacío. El plasma es un gas tan caliente que los átomos son despojados de sus electrones. Como throughway de aceleración de electrones, los chorros actúan como cables eléctricos.
El experimento requiere 200 millones de vatios de potencia para producir jets abrasadores de 20.000 grados Kelvin y llevan a una corriente de 100.000 amperios. Para el estudio de los chorros, Moser utiliza cámaras que pueden tomar una instantánea en menos de un microsegundo, o una millonésima de segundo.
Como en todas las corrientes eléctricas, los electrones que fluyen en el chorro de plasma generan un campo magnético, que luego ejerce una fuerza sobre el plasma. Estas interacciones electromagnéticas entre el campo magnético y el plasma pueden causar que el chorro se retuerza y forma un sacacorchos en rápida expansión. Este comportamiento, llamado inestabilidad de torcedura, se ha estudiado durante casi 60 años, dice Bellan.
Pero cuando Moser observó de cerca este comportamiento en los chorros de plasma experimentales, vio algo totalmente inesperado.
Ella encontró que la mayoría de las veces -se forma un sacacorchos que se desarrolla en un jet que crece de manera exponencial y muy rápido. Los chorros en el experimento de forma de 20 centímetros de largo en bobinas de tan sólo 20 a 25 microsegundos. También notó pequeñas ondulaciones que comenzaron a aparecer en el borde interior de la bobina justo antes de la reacción que se rompió el momento en que había una reconexión magnética.
En un principio, Moser y Bellan dijeron que no sabían lo que estaban viendo, que sólo sabían que era extraño. “Pensé que era un error de medición”, dice Bellan. “Pero fue demasiado reproducible. Lo Estábamos viendo día a día. Al principio, pensé que nunca lo entendería.”
Pero después de meses de experimentos adicionales, determinó que la inestabilidad de torcedura de hecho genera un tipo completamente diferente de fenómeno, conocido como inestabilidad de Rayleigh-Taylor.
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