Una Investigación Sugiere Una Nueva Interpretación Para las Emisiones Solares

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A continuación se muestra un artículo publicado hoy (11/09) em website en español de la "Agencia FAPESP”, señalando que un estudio realizado por científicos de Brasil y de Estados Unidos sugiere una nueva interpretación para las Emisiones Solares.

Duda Falcão

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Una Investigación Sugiere Una Nueva

Interpretación Para las Emisiones Solares

Por José Tadeu Arantes

11/09/2014

(Imagen: NASA)

Un estudio realizado por científicos

de Brasil y de Estados Unidos explica

la radiación en frecuencias cercanas al

infrarrojo lejano producidas por las

explosiones del Sol.

Agência FAPESP – Ha surgido una explicación para las radiaciones de altas frecuencias producidas por las explosiones solares, basada en un proceso físico observado en los aceleradores de partículas de laboratorio. El artículo que detalla este estudio, intitulado The contribution of microbunching instability to solar flare emission in the GHz to THz range of frecuencies, de John Michael Klopf, del College of William and Mary (Williamsburg, Virginia, Estados Unidos), y Pierre Kaufmann, Jean-Pierre Raulin y Sérgio Szpiegel, los tres de la Universidad Presbiteriana Mackenzie, de São Paulo, salió publicado el pasado 10 de agosto en la revista científica periódica The Astrophysical Journal.

El trabajo se realizó en el marco del Proyecto Temático intitulado “Las emisiones de la actividad solar del submilimétrico al infrarrojo (SIRA)”, que contó con el apoyo de la FAPESP.

La propuesta se comprobó mediante una simulación computacional en la cual se tomaron como base procesos físicos ocurridos en aceleradores de partículas de laboratorios, y se investigó de qué modo sucederían dichos procesos en un contexto regido por los parámetros solares. “Los resultados se mostraron sumamente convincentes. Fue uno de los raros casos en que la simulación de plasmas espaciales a partir de los plasmas de laboratorio resultó exitosa”, sostuvo Kaufmann en declaraciones a Agência FAPESP.

El proceso físico en cuestión es el de la radiación sincrotrón coherente, que puede suceder cuando se aceleran haces de electrones hasta alcanzar velocidades cercanas a la de la luz. Esa radiación se produce al mismo tiempo que la muy bien conocida radiación sincrotrón incoherente, que genera los mismos haces y depende de la interacción de los electrones con los campos magnéticos.

Si las ondas que describen los electrones quedan en coherencia de fase, al liberar energía, todos los electrones lo hacen al mismo tiempo. Esto es lo que constituye la radiación sincrotrón coherente, caracterizada por la emisión de pulsos de energía de altísima intensidad.

“En los aceleradores, las partículas son aceleradas artificialmente mediante campos magnéticos. En el Sol, este proceso está asociado con las manchas solares, que son polos magnéticos”, explicó el investigador del Mackenzie.

“Existe un gran confinamiento de partículas en la región situada encima de la mancha, en la atmósfera solar. Ese confinamiento tiende a desaparecer comúnmente a lo sumo en dos meses terrestres, que es el tiempo de duración de las manchas solares, marcado por el período de rotación del Sol”, afirmó Kaufmann. “Debido a algún mecanismo que todavía ignoramos, puede ocurrir que en lugar de deshacerse, el plasma de partículas se acelere y sea expulsado del Sol bajo la forma de una explosión, a lo cual los autores de lengua inglesa denominan flare (abrillantamiento o fulguración), pues la región emite una gran cantidad de radiación en un lapso de tiempo muy corto.”

Para hacerse una idea de la magnitud de este fenómeno, basta considerar que se estima que la cantidad de partículas implicadas en una explosión solar es de 10³⁰, el número 1 seguido de 30 ceros, es decir, un quintillón, o un millón de cuatrillones, cuando un cuatrillón corresponde a su vez a un millón de trillones. Y que la energía liberada es aproximadamente 100 mil millones de veces mayor que la de la bomba atómica que Estados Unidos arrojó sobre la ciudad japonesa de Hiroshima durante la Segunda Guerra Mundial.

Las radiaciones electromagnéticas que generan las explosiones solares se estudian desde la década de 1950. Sin embargo, los estudiosos habían detectado únicamente radiaciones en las franjas de frecuencia de las ondas de radio y de las microondas. Pero hace más o menos una década, mediante el uso de un radiotelescopio brasileño instalado en los Andes argentinos, se descubrió que las explosiones emitían también radiación en frecuencias mucho más altas, cercanas al infrarrojo lejano, también conocida como franja terahertz.

“Esto trajo aparejado un gran problema de interpretación”, comentó Kaufmann. “Para explicar este tipo de emisiones, simultáneas a las emisiones de radio en la franja de las microondas, estamos planteando ahora la analogía con la radiación sincrotrón coherente, observada previamente en los aceleradores de partículas.”

Esta explicación considera la posibilidad de que los electrones se aglutinen con estados similares de energía y de fase, lo que puede ocasionarse cuando el haz de electrones se propaga por regiones afectadas por campos magnéticos irregulares, por ejemplo. “Los conglomerados o paquetes de electrones pueden emitir súbitamente entonces radiación sincrotrónica en conjunto, en forma coherente. Se le denomina microbunching a este fenómeno”, informó el investigador.

Según Kaufmann, el físico John Michael Klopf, primer autor del artículo, es un experto en física de aceleradores y trabajó mucho tiempo en el gran acelerador del Laboratorio Jefferson, en Estados Unidos, uno de los primeros en detectar la existencia del fenómeno de microbunching.

“En las regiones solares donde transcurren las explosiones, los campos magnéticos son muy complejos y pueden perfectamente dar origen a paquetes de electrones similares a los detectados en los laboratorios”, dijo el investigador.

Fuente: Sitio web de la Agencia FAPESP