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Los científicos han descubierto el ciclo de vida completo de una supuesta nanoflama

Mil millones de veces menos energéticas que las antorchas normales, las nanoflares tienen un poder que contradice su nombre. Una “nanoescala” típica tiene la misma energía de 240 megatones que el TNT.

Los nanoflares, las diminutas explosiones en el Sol, son una mil millonésima parte del tamaño de una llamarada solar normal. Previsto por primera vez por Eugene Parker en 1972, se espera que los nanolires ayuden a resolver un gran misterio: el problema del calentamiento coronal.

¿Cómo se calienta tanto la atmósfera solar o corona?

Incluso medio siglo después, esta cuestión sigue sin resolverse cuando es difícil confirmar una serie de teorías diferentes, en parte porque nadie ha visto nunca una nanoescala.

Las nanoflares son extremadamente difíciles de monitorear. Muchos telescopios son lo suficientemente potentes como para resolverlos, pero ver un pequeño destello no es suficiente. Hay muchas cosas que pueden considerarse una verdadera visión del nano-brillo.

Cuando detecta un brillo nanométrico de calentamiento de corona, debe verificar dos hechos:

  • En primer lugar, como las llamaradas normales, la nanoescala se enciende por reconexión magnética. Si otro proceso calienta la erupción, verá; No es un nanoflare.
  • En segundo lugar, la nanoescala debería calentar la corona, que podría estar a miles de kilómetros por encima de su erupción. Esto no es poca cosa: muchas otras erupciones solares solo calientan su entorno inmediato.

Shah Bahaa El-Din, Facultad de Investigación del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial en Universidad de ColoradoBoulder, para el estudio, se centra en algunos pequeños anillos brillantes que tienen aproximadamente 60 millas de ancho. Los anillos son pequeños en las escamas del Sol, por lo que el parpadeo se puede observar en la capa debajo de la corona extremadamente caliente.

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Bahaa El Din dijo: “Pensé que tal vez los anillos estaban calentando un poco la atmósfera circundante. Nunca pensé que produciría tanta energía que empujaría el plasma caliente hacia El aura Y calentarlo “.

Bahaudding fotos ampliadas por NASAEl satélite IRIS recibió dos sorpresas:

  • Primero, estos anillos eran extremadamente calientes, millones de grados más calientes que su entorno.
  • Sin embargo, lo más sorprendente es que este calor se distribuyó de manera inusual, de manera diferente a la mayoría de los otros sistemas físicos.

El sol contiene elementos como hidrógeno y helio y cantidades más pequeñas de cualquier otro elemento. En estos episodios, los elementos más pesados, como el silicio, eran mucho más calientes y energéticos que los elementos más ligeros, como Oxígeno.

El problema del calentamiento de la corona es uno de varios hechos que derriten la mente sobre el sol. Créditos: NASA / Miles Hatfield / Mary Pat Hrybyk-Keith / Descargar este archivo

Bahaa El Din dijo: Los elementos más pesados ​​viajaban a 60 millas por segundo, mientras que los elementos más livianos estaban cerca de cero. Fue completamente contradictorio “.

Esta observación indica que algo extraño está sucediendo en estos anillos luminosos.

Amy Weinberger, heliofísica del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, dijo: “Esa fue una gran pista. Tenías que empezar a pensar en qué tipo de calentamiento podría afectar un átomo de oxígeno de manera diferente a un átomo de silicio”.

Bahaa El Din pasó los años siguientes ejecutando simulaciones por computadora, probando varios mecanismos de calentamiento. La clave estaba en las secuelas. Cuando las líneas del campo magnético se retuercen y se vuelven a alinear, crean una corriente eléctrica corta que acelera los iones recién liberados. Bahaa El Din la compara con una multitud aterrorizada.

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Bahaa El Din dijo: “Es como si todos en la sala intentaran correr al mismo tiempo. Empiezan a chocar entre sí y hay un gran lío”.

“Fundamentalmente, cuanto más tiempo continúa moviéndose un ion en un campo eléctrico, más energía gana. Aquí es donde los iones pesados, como el silicio, tienen una ventaja. Dado que tienen más impulso, pueden penetrar en la multitud y robar toda la energía disponible”.

En otras palabras, los iones de silicio más masivos se abren paso a través del desorden, absorbiendo energía del campo eléctrico. Los iones de oxígeno más ligeros no podían hacer eso: se detuvieron en su camino después de cada colisión. Este mecanismo podría explicar sus resultados, pero de todos modos fue largo. Las simulaciones mostraron que este proceso solo ocurre bajo condiciones muy específicas.

Para lograr esto, necesitaba una cierta temperatura y necesitaba la proporción correcta de silicio a oxígeno. Así que miramos las medidas y vimos que los números son exactamente los mismos. Sorprendentemente, las condiciones del Sol se reflejaron simulándolo. “

Hasta ahora, estos anillos brillantes han parecido pequeñas llamaradas, pero ¿han alcanzado la temperatura de su aura?

Bahaa El Din miró el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, que lleva telescopios sintonizados para ver el plasma extremadamente caliente que se encuentra solo en la corona. Bahaa El Din delimitó las regiones por encima de Ishraq poco después de su aparición.

Bahaa El Din Él dijoY el “Y hubo un retraso de solo 20 segundos. Vimos el brillo, luego de repente vimos que la corona se calentó a temperaturas de varios millones de grados. El SDO nos dio esta información importante: Sí, esto en realidad aumenta la temperatura y transfiere energía al aura”. “

Bahaa El Din documentó diez casos de anillos luminosos con efectos similares en el aura. Sin embargo, duda en llamarlos nanoflares.

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Bahaa El Din dijo: Nadie lo sabe porque nadie lo ha visto antes. Supongamos que es una suposición fundamentada “.

Referencia de la revista:
  1. Bahaa El-Din, SM, Bradshaw, SJ & Winebarger, AR Origen del brillo transitorio mediado por la reconexión en la región de transición solar. Nat Astron (2020). DOI: 10.1038 / s41550-020-01263-2