AA: El efecto Evershed en las manchas solares

TítuloEl efecto Evershed en las manchas solares como flujo se sifón a lo largo de tubos de flujo magnético.
Revista: Nature
Autores: Benjamín Montesinos &  John H. Thomas

1. Breve descripción del artículo

Las manchas solares son los fenómenos más conocidos relacionados con el magnetismo solar. Son regiones oscuras que aparecen sobre el disco del Sol, con temperaturas de unos 4500 grados, en comparación con los 6000 del gas circundante en la fotosfera. Las manchas se componen de una parte central, llamada umbra, y de filamentos brillantes y oscuros que se extienden de forma radial, formando la penumbra (ver imagen más abajo). En 1909, John Evershed, un astrónomo inglés que trabajó en India, descubrió la existencia de flujos de gas en la penumbra de las manchas solares. El sentido del flujo es desde el centro de la mancha hacia los bordes, desapareciendo bruscamente cuando se alcanza la frontera de la mancha con la fotosfera. En honor a su descubridor, ese fenómeno se conoce en física solar como Efecto Evershed. Este artículo explicó por primera vez desde un punto de vista teórico el mecanismo que regula ese flujo de gas, bajo la suposición de que se canaliza a través de tubos magnéticos delgados.

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

El artículo fue pionero en el sentido de explicar un fenómeno que carecía de una interpretación convincente desde que se descubrió hacía casi 90 años. Desde su publicación, el mecanismo que propusimos se ha tomado como base para realizar modelos más complejos.

La aproximación conceptual que utilizamos para explicar el fenómeno es muy simple: las estructuras básicas que estudiamos son tubos magnéticos delgados, con diámetros de unos 100 km y extensiones de unos pocos miles de kilómetros, con una forma de “U” invertida, anclados en la penumbra de la mancha en uno de sus extremos y en la fotosfera en el otro. En el título del artículo aparecen las palabras “flujo de sifón”: la razón es que el movimiento de gas en el tubo se genera de forma natural debido a una diferencia de presiones entre sus dos pies, de la misma forma que cuando queremos vaciar un recipiente de agua usando una pequeña manguera o cuando queremos extraer gasolina del depósito del coche provocamos, mediante una aspiración, una diferencia de presiones en un lado del tubo y el flujo de líquido se mantiene aunque tenga que ascender una cierta altura con respecto al  punto en que aspiramos. En nuestro modelo se dejan libres todos los parámetros y la propia estructura de la mancha y de la fotosfera circundante hacen que el tubo tome la forma que realmente se observa y que las velocidades, temperaturas y campos magnéticos que obtenemos coincidan muy aproximadamente con los observados.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear para lograr el objetivo?

Al ser un artículo teórico, no utilizamos directamente ninguna instalación científica, aunque obviamente nos tuvimos que basar en resultados obtenidos desde observatorios solares. Este fenómeno se detecta a través de observaciones espectroscópicas en el rango visible: la luz que procede de los filamentos de la mancha se dispersa y se analizan los desplazamientos de ciertas líneas espectrales que se forman en la penumbra. A través de los desplazamientos con respecto a su posición en el laboratorio es posible calcular la velocidad del gas que las origina. En el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la Isla de La Palma, está instalada la Torre Solar de la Academia Sueca de Ciencias, uno de los mejores telescopios solares del mundo, con el que se realizaron algunas de las observaciones en las que se basó nuestro trabajo.

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

En la gran mayoría de los casos, los resultados de un artículo de Astrofísica caen dentro de lo que denominamos “ciencia básica”, que no quiere decir que sean algo simple, sino que aportan piezas más o menos importantes de conocimiento: son sencillamente eso, conocimiento puro y duro. Con nuestro trabajo pusimos un pequeño grano de arena en el campo de la física solar, un área realmente intrincada y compleja en el que las observaciones van muy por delante de la teoría. El conocimiento del Sol es fundamental para entender cómo funcionan otras estrellas parecidas; esto es importante porque desde 1995 sabemos que la gran mayoría de las estrellas de tipo solar tienen planetas orbitando a su alrededor. Saber cómo son las estrellas ayuda a saber cómo son sus sistemas planetarios, a poner esos “exoplanetas” en contexto cuando se comparan con los que componen el Sistema Solar. La meta a la que nos dirigimos es saber si en alguno de esos planetas puede haber trazas de actividad biológica… en ese caso las implicaciones sociológicas son más que evidentes.

Benjamín Montesinos Comino

Ejemplo de mancha solar en la superficie del Sol. La umbra corresponde a la zona más oscura mientras que la penumbra en la región intermedia (un poco más clara). Fuente: New Solar Telescope, San Bernardino Mountains of California.

Ejemplo de mancha solar en la superficie del Sol. La umbra corresponde a la zona más oscura mientras que la penumbra en la región intermedia (un poco más clara). Fuente: New Solar Telescope, San Bernardino Mountains of California.

Ejemplo de flujos magéticos emergiendo de una mancha solar como la mostrada en la imagen de arriba. Fuente: http://www.me.rochester.edu/people/faculty/thomas_john/index.html

Ejemplo de flujos magéticos emergiendo de una mancha solar como la mostrada en la imagen de arriba. Fuente: http://www.me.rochester.edu/people/faculty/thomas_john/index.html


Conceptos importantes. 

Manchas solares, efecto Evershed, tubos magnéticos, umbra, penumbra, magnetismo solar, flujo de sifón.

Más información

 

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Una respuesta a AA: El efecto Evershed en las manchas solares

  1. Martin Jaramillo dijo:

    Benjamín:

    Las manchas solares son áreas superficiales donde no hay actividad nuclear.

    El interior de las estrellas no puede ser gaseoso o plasma como generalmente se ha creído.

    En el interior de una estrella es tanta la presión que el centro es sólido, las estrellas son fabricas de elementos y se acumulan muy compactados.

    Cuando se teoriza sobre el sifón, generalmente se cometen dos errores:
    Primero: Se cree equivocadamente que la presión atmosférica tiene algo que ver con el funcionamiento del sifón y lo relacionan con los barómetros. Se llega a creer que las columnas de líquido dentro del ducto se sostienen por encima del nivel del recipiente de entrada del sifón debido a la presión atmosférica.
    Segundo: Se cree, también erróneamente, que el funcionamiento del sifón se debe a su diferente peso del líquido en los dos ramales, como si el agua fuera una cuerda o una cadena sostenida por una polea, y se cree que el sifón funciona porque el ramal descendente que es más largo tiene más líquido y como pesa más arrastra el líquido del ramal ascendente. Nunca se les ha ocurrido experimentar con un ramal ascendente de gran diámetro, con gran volumen de líquido y con más peso que el líquido del ramal descendente de poco diámetro, para comprobar que el sifón también sigue funcionando.
    Las columnas de líquido dentro del ducto se sostienen por encima del nivel del recipiente de entrada del sifón debido a la succión del vacío creado por la ausencia de aire entre el líquido y las paredes internas del sifón.

    Para que exista el efecto sifón deben existir líquidos que son incompresibles los gases se pueden comprimir y dilatar.

    En la superficie del sol no pueden existir líquidos solo gases.

    El centro de las estrellas es un agujero negro que “se ve” a través de las manchas solares, o mejor No se ve, solo se aprecia, porque no refleja la luz sino que se la traga. Si el interior de la mancha solar fuera otra cosa se reflejaría la luz. La teoría del contraste no explica satisfactoriamente el fenómeno de las manchas solares.

    La famosa MATERIA OSCURA es la materia ignorada de los agujeros negros en el interior de las estrellas. Cuando las estrellas explotan como supernovas gran parte de su centro se conserva como el agujero negro que es. Los científicos que estudian las estrellas con sismógrafos no pueden obtener información sino superficial, porque de su interior, del agujero negro no sale nada, no puede salir ninguna información, ni luz, ni onda, ni nada.

    Si alguien quiere mayor información solicite en obsequio el libro completo “Teoría sobre el Universo” a: martinjaramilloperez@gmail.com

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