¿Por qué la atmósfera del sol es cientos de veces más caliente que su superficie?

La atmósfera del Sol es cientos de veces más caliente que su superficie, razón por la cual

Crédito: Mongta Studio / Shutterstock

La superficie visible del sol, o Fotosfera, Aproximadamente 6000 ° C. Pero a unos pocos miles de kilómetros de distancia, una pequeña distancia cuando pensamos en el tamaño del Sol, la heliosfera, también llamada El auraCientos de veces más caliente, a 1 millón de grados Celsius o más.


Este aumento de temperatura se observa, a pesar de la distancia cada vez mayor de la principal fuente de energía del Sol, en la mayoría de las estrellas, y representa Un rompecabezas imprescindible Lo que los astrofísicos han reflexionado durante décadas.

En 1942, el científico sueco Hannes Alfvén Sugerir una explicación. Se asumió que las ondas de plasma magnetizadas podrían transportar cantidades masivas de energía a lo largo El campo magnético del sol Desde el interior hacia la corona, pasando la fotosfera antes de explotar con calor en la atmósfera superior del sol.

La teoría ha sido aceptada en principio, pero aún necesitamos probar, en forma de observación experimental, que estas ondas existen. Nuestro estudio reciente Finalmente lo logra, validando la teoría de 80 años de Alvin y acercándonos un paso más a aprovechar este fenómeno de alta energía aquí en la Tierra.

Preguntas urgentes

La Problema de calentamiento coronal Fue fundado desde finales de la década de 1930, cuando el espectrofotólogo sueco Bengt Edlin y el astrofísico alemán Walter Grüterian observaron por primera vez fenómenos en la corona solar que solo podrían existir si su temperatura fuera Algunos millones de grados Celsius.

Esto representa temperaturas hasta 1.000 veces más altas que la fotosfera de abajo, que es la superficie del Sol que podemos ver desde la Tierra. Estimar la temperatura de la fotosfera siempre ha sido relativamente simple: solo necesitamos eso Medición de luz Nos llega desde el sol y lo compara con modelos de espectro que predicen la temperatura de la fuente de luz.

Uno de los problemas más confusos de la astrofísica es el calor extremo de la corona.

Durante muchas décadas de estudio, la temperatura de la fotosfera se ha estimado estáticamente en alrededor de 6000 ° C. Edlin y Grotrian descubren que la corona del Sol es mucho más caliente que la fotosfera, a pesar de estar más lejos de Núcleo del sol, Su principal fuente de energía, ha causado mucho desconcierto en la comunidad científica.

Los científicos observaron las propiedades del sol para explicar esta disparidad. El sol está compuesto casi en su totalidad por plasma, que es un gas altamente ionizado que lleva una carga eléctrica. El movimiento de este plasma en Zona de convecciónLa parte superior del interior del Sol: produce enormes corrientes eléctricas y Campos magnéticos fuertes.

Estos campos luego se extraen del interior del Sol por convección y se apiñan en su superficie visible en una forma Manchas solares oscuras, Que son grupos de campos magnéticos que pueden formar una variedad de estructuras magnéticas en Heliosfera.

Aquí es donde entra en juego la teoría de Alvin. Concluyó que dentro del plasma magnetizado del sol, cualquier movimiento masivo de partículas cargadas eléctricamente perturbaría el campo magnético, creando ondas que podrían transportar cantidades masivas de energía a grandes distancias, desde la superficie del sol hasta su atmósfera superior. El calor se transmite a lo largo de los llamados Tubos de flujo magnético solar Antes de que explote en la corona, provocando una temperatura elevada.

Estas ondas de plasma magnéticas ahora se llaman ondas de Alfvén, y su papel en la explicación del calentamiento coronal ha dado lugar a que Alfvén reciba un premio. Premio Nobel de Física 1970.

Mira las olas de Alvin

Sin embargo, persistió el problema de monitorear realmente estas ondas. Hay tantos eventos que suceden en la superficie y en la atmósfera del Sol, desde fenómenos que son muchas veces más grandes que la Tierra hasta cambios sutiles que son menos precisos que nuestros instrumentos, que nunca antes se había logrado evidencia de observación directa de las ondas de Alfvén en la fotosfera. .

La atmósfera del Sol es cientos de veces más caliente que su superficie, razón por la cual

Las manchas solares son manchas más oscuras en la superficie del sol. Crédito: Arte siberiano / Shutterstock

Pero los avances recientes en instrumentación han abierto una nueva ventana en la que podemos estudiar heliofísica. Una de estas herramientas es Interferómetro bidimensional espectrofotómetro (IBIS) espectroscopía para imágenes, instalada en el Telescopio Solar Den en Nuevo México, EE. UU. Esta herramienta nos permitió realizar observaciones y mediciones más detalladas del sol.

Junto con buenas condiciones de visualización, simulaciones por computadora avanzadas y los esfuerzos de un equipo internacional de científicos de siete E instituciones de investigación, Utilizamos IBIS para Finalmente confirmarPor primera vez, se encontraron ondas ffin en tubos de flujo magnético solar.

Nueva fuente de energía

La detección directa de las ondas de Alfvén en la heliosfera es un paso importante para aprovechar su alto potencial energético aquí en la Tierra. Nos pueden ayudar con tu búsqueda Fusión nuclearPor ejemplo, un proceso continuo Dentro del sol Implica convertir pequeñas cantidades de materia en enormes cantidades de energía. Nuestras plantas de energía nuclear actuales se utilizan Fisión nuclear, Lo que los críticos argumentan crea desechos nucleares peligrosos, particularmente en caso de desastres, incluido el que ocurrió en Fukushima en 2011.

Crea energía limpia repitiendo Fusión nuclear Desde el Sol en la Tierra sigue siendo un gran desafío, porque todavía necesitamos generar 100 millones de grados Celsius rápidamente para que se produzca una fusión. Dos mil olas podrían ser una forma de hacer esto. Nuestro mayor conocimiento del sol muestra que ciertamente es posible, en las condiciones adecuadas.

También esperamos más detección solar pronto, gracias a nuevas y pioneras misiones y herramientas. Agencia Espacial Europea Satélite en órbita solar Ahora está en órbita alrededor del sol, proporcionando imágenes y tomando medidas de las regiones polares desconocidas de la estrella. En tierra firme, presentó una nueva actuación de alta gama. Telescopios solares También se espera que nuestras observaciones del Sol se refuercen desde la Tierra.

Con muchos de los secretos del sol aún por descubrir, incluidas las propiedades del sol campo magnéticoEste es un momento emocionante para los estudios solares. Nuestro descubrimiento de las ondas de Alfen es solo una contribución a un campo más amplio que busca desbloquear los misterios restantes del Sol para aplicaciones prácticas en la Tierra.


Los científicos observan excitantes ondas magnéticas que actúan en la fotosfera del sol


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La frase: ¿Por qué la atmósfera del Sol es cientos de veces más caliente que su superficie (2021, 25 de mayo)? Obtenido el 25 de mayo de 2021 de https://phys.org/news/2021-05-sun-atmosphere-hundreds-hotter-surface. html

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