reconexión magnética

Dinámica de la turbulencia de plasmas

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Un estudio arroja luz sobre la turbulencia en plasmas astrofísicos

por Amelia Ortiz · Publicada 4 diciembre, 2017 ·
4/12/2017 de MIT / The Astrophysical Journal


La reconexión magnética es el proceso que se produce cuando vemos que una fulguración solar se arquea hacia el exterior y luego colapsa sobre la superficie del Sol, produciendo una explosión. Crédito: NASA.

Los plasmas, masas gaseosas de iones y electrones, constituyen un 99 por ciento de la materia visible del Universo, incluyendo el Sol, las estrellas y el medio gaseoso que empapan el espacio entre ellas. La mayoría de estos plasmas, incluyendo el viento solar que fluye constantemente desde el Sol y barre el Sistema Solar, existe en un estado turbulento. Cómo funciona esa turbulencia sigue siendo un misterio y es una de las áreas de investigación más dinámicas en el campo de la física de plasmas. Ahora, dos investigadores han propuesto un modelo nuevo para explicar estos procesos turbulentos dinámicos.

“Los plasmas que se crean de manera natural en el espacio y los ambientes astrofísicos son roscados por campos magnéticos que existen en un estado turbulento”, explica Nuno Loureiro (MIT). “Esto es, su estructura está altamente desordenada a todas las escalas: si miras cada vez más cerca los haces y remolinos que constituyen estos materiales, verás señales parecidas de estructura desordenada en todas las escalas de tamaños”. Y aunque la turbulencia es un fenómeno común y ampliamente estudiado que se produce en todo tipo de fluidos, la turbulencia que se da en plasmas es más difícil de predecir por los factores añadidos de corrientes eléctricas y campos magnéticos.

Las hipótesis existentes sobre la dinámica de la turbulencia de plasmas “pueden predecir algunos aspectos de lo que se observan”, comenta Loureiro, pero “conducen a contradicciones”. Loureiro, junto con Stanislav Boldyrev (Universidad de Winsconsin), se dio cuenta de que esto podía resolverse esencialmente uniendo las descripciones teóricas de turbulencia y reconexión magnética. La reconexión magnética es un proceso complicado que ocurre en la superficie del Sol y produce emisiones explosivas de energía.

Como resultado, “la imagen de la turbulencia es modificada conceptualmente y conduce a resultados que se ajustan mejor a lo que ha sido observado con satélites que monitorizan el viento solar y muchas simulaciones numéricas”, explica Loureiro.

[Fuente]

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Vórtices de reconexión magnética

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O marca el lugar de la reconexión magnética

por Amelia Ortiz · Publicada 11 abril, 2017 ·
11/4/2017 de ESA / Geophysical Research Letters


Ilustración que muestra las líneas X y O durante la reconexión en la magnetosfera de la Tierra. Crédito: ESA.

La misión Cluster de ESA está poniendo en apuros la imagen actual que se tiene de la reconexión magnética (la destrucción y reordenación inmediata de líneas del campo magnético en la colisión entre dos flujos de plasma). Según un nuevo estudio, la mayor parte de la energía disipada durante un episodio de reconexión no es liberada en los cruces, o líneas X, entre los dos flujos de plasma, sino en los vórtices arremolinados, o líneas O, donde los campos magnéticos se enrollan y mueven juntos en espiral. El nuevo descubrimiento, que es contrario al consenso aceptado, es un paso importante para comprender los mecanismos que aceleran partículas en los plasmas del espacio.

El plasma empapa el cosmos. Esta mezcla de partículas cargadas (electrones, protones e iones pesados) se encuentra en la atmósfera del Sol, en el entorno magnético de la Tierra y en las inmensidades de los espacios interplanetario e interestelar.

Un fenómeno importante que se produce en el plasma es la reconexión magnética, que ocurre cuando las líneas del campo magnético de dos flujos de plasma en colisión se rompen y reconfiguran inmediatamente después, con una geometría diferente. En el proceso, la energía almacenada en los campos magnéticos es transferida a la energía cinética de las partículas del plasma, acelerándolas en forma de dos chorros de partículas de alta velocidad lanzadas en direcciones opuestas.

La reconexión magnética se produce, por ejemplo, en la magnetosfera de la Tierra, donde es causada por un cambio en la orientación del campo magnético interplanetario que el viento solar transporta por el Sistema Solar. Un aspecto que parecía bien establecido, la identificación de los lugares donde se produce la disipación de energía, está siendo puesto en duda por un nuevo estudio basado en datos de Cluster. Bajo escrutinio se encuentran dos configuraciones geométricas de las líneas de campo, las líneas X y las líneas O, que aparecen cuando dos flujos de plasma colisionan. “Siempre hemos pensado que, en un episodio de reconexión magnética, la energía se disiparía en las líneas X, pero las pruebas nuevas demuestran que hemos estado mirando en el lugar equivocado”, explica Huishan Fu (Universidad de Beihang, China). “De hecho, por el contrario, la mayor parte de la energía se disipa en las líneas O”.

[Fuente noticia completa]

Reconexión magnética en acción

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Observan por primera vez un proceso fundamental de la naturaleza PDF Imprimir E-mail
13/5/2016 de NASA / Science


La misión MMS de NASA capta la reconexión magnética en acción. Créditos: NASA’s Goddard Space Flight Center/Duberstein.

Como si enviara sensores al interior de un huracán, NASA ha mandado cuatro naves espaciales al interior de un torbellino espacial, llamado reconexión magnética. La reconexión magnética es una de las fuentes principales de la radiación espacial, por lo que es un factor clave en el conocimiento de nuestro ambiente espacial y para proteger nuestras naves espaciales y astronautas cuando exploremos más y más lejos de nuestro hogar.

El espacio es un vacío mejor que el que podemos crear en la Tierra, pero contiene algunas partículas y bulle de actividad. Rebosa de energía y tiene un complejo sistema de campos magnéticos. A veces cuando dos conjuntos de campos magnéticos se conectan, se produce una reacción explosiva: cuando los campos magnéticos se vuelven a alinear y adoptan una nueva formación, envían partículas disparadas en chorros. Ahora, un nuevo artículo publicado en la revista Science muestra las primeras observaciones desde el interior de un episodio de reconexión magnética. La investigación demuestra que la reconexión magnética está dominada por la física de los electrones, proporcionando así información crucial para conocer qué alimenta este proceso fundamental de la naturaleza.

Los efectos de esta repentina emisión de partículas y de energía (como erupciones gigantes en el Sol, las auroras, tormentas en radio en el espacio cercano a la Tierra, partículas cósmicas de alta energía que proceden de otras galaxias) han sido osbervadas por todo el Sistema Solar y fuera de él. Pero nunca habíamos conseguido ser testigos directos del fenómeno de la reconexión magnética. Los satélites han observado destellos de partículas pasando a toda velocidad, pero no el estímulo (como ver lo escombros de un tornado pero sin ver la propia tormenta).

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Actualizado ( Viernes, 13 de Mayo de 2016 11:00 )   http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7481%3Aobservan-por-primera-vez-un-proceso-fundamental-de-la-naturaleza&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es