Cómo la pintura y un altavoz pueden explicar la física de los chorros de plasma del sol

El sol está cubierto de chorros de plasma supercaliente que se forman a partir de partículas cargadas eléctricamente, y ahora los científicos han descubierto más acerca de cómo se forman y propagan estos chorros (o espículas) en la atmósfera de la estrella.

A través de una serie de experimentos y modelos de laboratorio, un nuevo estudio describe las espículas como gotas de pintura que rebotan en la superficie de un altavoz mientras suena la música. Es una analogía inusual, pero la física básica parece ser la misma.

Cuando se coloca un líquido sobre un altavoz que bombea sonido, se vuelve inestable y comienza a vibrar por encima de cierta frecuencia. Si este fluido está formado por lo que se conoce como largas cadenas de polímeros (piense en pintura o champú, por ejemplo), el líquido se liberará del altavoz en chorros largos.

Pulverizadores de pintura causados ​​por vibraciones. (Día et al., Física de la naturaleza2022)

Los autores del estudio enfatizan que el mismo proceso puede ocurrir sobre el sol. Sin embargo, no es la pulsación palpitante de la línea de bajo lo que produce las espinas, sino el campo magnético generado por las corrientes eléctricas dentro del Sol.

Impulsados ​​por la similitud óptica entre las espinas solares y los chorros de recubrimiento en el altavoz, investigamos las funciones de los campos magnéticos en el Sol utilizando simulaciones numéricas de última generación de plasmas solares. El físico experimental Murthy OVSN dice de la Universidad Azim Premji en India.

De la misma manera que las cadenas de polímeros mantienen chorros de recubrimientos sobre un altavoz, el campo magnético alrededor del Sol puede mantener los chorros de plasma lo suficientemente estables como para disparar en una dirección particular alejándose de la estrella.

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Técnicamente, ambos sistemas anisótropodonde las propiedades de algo cambian según la dirección en la que vaya, aunque los investigadores señalan que también existen diferencias significativas, sobre todo en tamaño.

La nueva investigación desafía el consenso actual de que la física detrás de las espinas solares cortas es diferente de la física detrás de las espinas solares más largas (y más rápidas). Ambos pueden ser creados por las mismas fuerzas convectivas en el plasma debajo de la superficie solar visible (la fotosfera).

«Se puede imaginar que los plasmas solares están interconectados por líneas de campo magnético, como largas cadenas en soluciones de polímeros». El astrofísico Sahel Day dice:del Instituto Indio de Astrofísica (IIA).

extrañamente, La cromosfera del sol (medio de las tres capas de la atmósfera) es Más caliente que la superficie. Los científicos creen que las espinas de plasma pueden ser una de las razones de esto, por lo que este descubrimiento podría ayudar a explicar más de un misterio solar.

Las espículas pueden viajar hasta 12.000 kilómetros (7.456 millas) desde el Sol antes de retroceder por la gravedad, y pueden extenderse hasta 1.100 kilómetros (684 millas). Hay mucha variedad, pero estas diferencias se tuvieron en cuenta en los experimentos y modelos realizados en este estudio.

Se estima que hay alrededor de 3 millones de retículas sobre el sol en un momento dado, y continúa la investigación sobre cómo se forman exactamente. Obtener más respuestas requerirá la colaboración entre científicos de muchos campos diferentes.

«Este relato combinado de astrónomos solares y practicantes de la materia condensada ha podido revelar la causa subyacente de las espículas solares poco conocidas». Annapurni Subramaniam dicedirector del Instituto de Auditores Internos, quien no participó directamente en el estudio.

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«El poder de la física unificada que vincula fenómenos físicamente dispares demostrará ser la fuerza impulsora para una mayor colaboración interdisciplinaria».

La búsqueda fue publicada en Física de la naturaleza.

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