Los físicos describen el campo eléctrico del sol
IMAGEN: Los físicos de la Universidad de Iowa han obtenido nuevos conocimientos sobre el campo eléctrico del sol. Los investigadores midieron los electrones del sol, un componente principal del viento solar, para determinar … ver Después
Crédito: Laboratorio Jasper Halekas, Universidad de Iowa
A medida que la sonda solar Parker se acerca al sol, aprendemos cosas nuevas sobre nuestra estrella local.
En un nuevo estudio, físicos dirigidos por la Universidad de Iowa informan las primeras mediciones definitivas del campo eléctrico del sol y cómo el campo eléctrico interactúa con el viento solar, la rápida corriente de partículas cargadas que pueden afectar las actividades en el Sol. Tierra, desde satélites hasta telecomunicaciones.
Los físicos han calculado la distribución de electrones en el campo eléctrico del sol, una hazaña posible gracias al hecho de que la sonda solar Parker se proyectó a menos de 0,1 unidades astronómicas (AU), o solo a 9 millones de millas, del sol, más cerca que cualquier otro. astronave. se acercó. A partir de la distribución de electrones, los físicos pudieron discernir el tamaño, el ancho y el rango del campo eléctrico del sol con mayor claridad que nunca.
«El punto clave que me gustaría enfatizar es que no puedes tomar estas medidas lejos del sol. Solo puedes hacerlas cuando te acercas a ellos», dice Jasper Halekas, profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de la Sun. ‘Iowa y estudio. Autor correspondiente. «Es como tratar de descubrir una cascada mirando el río una milla río abajo. Las mediciones que hicimos a 0.1 AU, en realidad estamos en la cascada. El viento solar todavía se acelera en este punto. C realmente es solo un excelente ambiente para estar «.
El campo eléctrico del sol resulta de la interacción de protones y electrones generados cuando los átomos de hidrógeno se separan por el intenso calor generado por la fusión en las profundidades del sol. En este entorno, los electrones, cuya masa es 1.800 veces menor que los protones, son lanzados hacia afuera, menos constreñidos por la gravedad que sus hermanos protones más pesados. Pero los protones, con su carga positiva, ejercen cierto control, ralentizando ciertos electrones debido a las conocidas fuerzas de atracción de las partículas con carga opuesta.
«Los electrones están tratando de escapar, pero los protones están tratando de sacarlos. Y ese es el campo eléctrico», dice Halekas, co-investigador del instrumento Solar Wind Electrons, Alphas and Protons a bordo de Parker Solar Probe, NASA -Mastered Mission que se lanzó en agosto de 2018. «Si no hubiera un campo eléctrico, todos los electrones huirían y desaparecerían. Pero el campo eléctrico los mantiene todos juntos en un flujo homogéneo».
Ahora imagina el campo eléctrico del sol como un cuenco enorme y los electrones como canicas rodando de lado a diferentes velocidades. Algunos de los electrones, o canicas en esta metáfora, son lo suficientemente rápidos como para cruzar el borde del cuenco, mientras que otros no aceleran lo suficiente y eventualmente regresan a la base del cuenco.
«Medimos a los que regresan y no a los que no», dice Halekas. «Básicamente, existe un límite de energía entre los que escapan del cuenco y los que no, que se puede medir. Dado que estamos bastante cerca del sol, podemos hacer mediciones precisas de la distribución de los electrones antes de que ocurran las colisiones». además, que deforman el límite y oscurecen la huella del campo eléctrico «.
A partir de estas mediciones, los físicos pueden aprender más sobre el viento solar, el chorro de plasma de un millón de millas por hora del sol que barre la Tierra y otros planetas del sistema solar. Lo que encontraron es que el campo eléctrico del sol ejerce cierta influencia sobre el viento solar, pero menos de lo que se pensaba.
«Ahora podemos cuantificar la cantidad de aceleración proporcionada por el campo eléctrico del sol», dijo Halekas. «Parece que es una pequeña parte del total. No es lo principal lo que le da al viento solar su impulso. Esto luego apunta a otros mecanismos que podrían darle al viento solar la mayor parte de su golpe de pie».
El artículo, «The Sun’s Electron Deficiency: A Telltale Sign of the Sun’s Electrical Potential», fue publicado en línea el 14 de julio en El diario de astrofísica.
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Los autores contribuyentes incluyen a Laura Bercic, University College London; Phyllis Whittlesey, Davin Larson, Marc Pulupa y Stuart Bale, de la Universidad de California, Berkeley; Matthieu Berthomier, de la Universidad de Paris-Saclay; Justin Kasper, Universidad de Michigan y el Observatorio Astrofísico Smithsonian; Anthony Case y Michael Stevens, del Observatorio Astrofísico Smithsonian; y Robert MacDowall del Goddard Space Flight Center de la NASA.
La NASA financió la investigación.
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