Heliofísica: El Interior Profundo del Sol, Revelado Por un Nuevo Modelo Informático

26 de Junio de 2007.
Un nuevo modelo por ordenador simula los patrones de convección en el interior profundo del Sol, con un nivel de detalle sin precedentes. Estas pautas desempeñan un papel crítico en la variabilidad solar, influyendo sobre las tormentas magnéticas que alcanzan a la Tierra.

El modelo fue desarrollado por un equipo de científicos de varias organizaciones de EE.UU. y Francia, dirigidos por Mark Miesch, del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica.

Este modelo proporciona a los astrofísicos una visión sin precedentes de cómo funciona el interior del Sol. Abre una ventana en varios importantes procesos solares, incluyendo el delicado equilibrio de fuerzas que hace que el ecuador del Sol gire más rápido que sus polos.

La convección cerca de la superficie solar se produce cuando el plasma más caliente asciende, mientras el plasma más denso y menos caliente se hunde. Es un proceso similar al que ocurre en el agua calentada en una olla. La convección también se manifiesta muy por debajo de la superficie del Sol, donde los científicos sospechan que existen masas de plasma con tamaños de hasta 10 veces el de la Tierra. Éstas pueden ser la clave del movimiento de las manchas solares, y del comportamiento de las tormentas solares que pueden golpear la atmósfera de la Tierra y afectar a los satélites así como a los sistemas de transmisión de energía eléctrica y de comunicaciones.

Para trazar el mapa de las masas gigantes de plasma, Miesch y su equipo se valieron de datos heliosismológicos y utilizaron supercomputadoras en la tarea de resolver las ecuaciones de la dinámica estelar de fluidos. La heliosismología es una técnica para medir las ondas de sonido propagadas por regiones profundas del Sol. Analizando las variaciones de la luz y la velocidad de las ondas cuando emergen sobre la superficie del Sol, los científicos pueden recoger información sobre estructuras ocultas bajo la superficie.

Las simulaciones llevadas a cabo con el modelo capturan los procesos en el tercio más externo del interior de la estrella. Encajan con mapas existentes basados en los datos heliosísmicos de procesos bajo la superficie. Las simulaciones también capturan el inusual patrón rotatorio del Sol que se registra cuando las gigantescas masas de plasma redistribuyen el momento angular. Esto produce que el ecuador solar haga un giro completo cada 28 días mientras las latitudes más altas tardan unos 35 días.

El modelo revela detalles sobre las masas gigantes de plasma que podrían ayudar a los científicos a conocer más cosas sobre el funcionamiento interno del Sol, en regiones de éste que están ocultas para cualquier técnica de observación actual. Las simulaciones del equipo indican que en las latitudes solares bajas, el plasma más frío y denso se hunde a lo largo de pasillos norte-sur, con esos pasillos moviéndose hacia el Este en relación con el plasma más caliente que asciende. Pero en latitudes más altas, las áreas de plasma ascendente y descendente se encuentran y crean ciclones solares que duran varios días.

El modelo también puede ayudar a los científicos a entender cómo las masas gigantes de plasma inducen una circulación global. Ésta, actuando como una cinta transportadora, mueve el plasma desde el ecuador hacia los polos, justo bajo la superficie del Sol, y luego de nuevo hacia el ecuador a una mayor profundidad. Esta circulación, actuando con la convección y la rotación, genera y organiza los campos magnéticos, dando lugar a patrones de actividad magnética tales como el ciclo de 11 años de las manchas solares.