Disparos solares que abren el escudo terrestre. Sergio Dasso y Daniel O. Gómez

Transcripción

1 Disparos solares que abren el escudo terrestre Sergio Dasso y Daniel O. Gómez

2 Este documento contiene la presentación realizada el miércoles 18 de mayo de 2005 en el aula magna del Pabellón 1 de la Ciudad Universitaria, por el Dr. Sergio Dasso y por el Dr. Daniel O. Gómez, realizada en el marco de las actividades de la semana de la Física, llevadas a cabo por el Departamento de Física (Juan José Giambiagi), de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.

3 Magnetismo Terrestre El campo magnético terrestre es aproximadamente dipolar, es decir, como el producido por los polos de un imán. Gilbert (1600) mostró la asociación entre al campo geomagnético y el generado por un gran imán Sin embargo, hoy sabemos que no es un imán el que lo produce, sino corrientes eléctricas que circulan en el núcleo terrestre. El núcleo esta formado por hierro líquido y sólido. Trayectorias de partículas cargadas en campos magnéticos. En 1741 se vincularon las auroras con el geomagnetismo. Poco después von Humboldt utilizó el término tormenta geomagnética para fluctuaciones globales del campo geomagnético Sabemos también que el eje del dipolo terrestre no está fijo, sino que invierte su sentido cada aprox años

4 Interior del Sol ZONA CONVECTIVA: la materia realiza movimientos convectivos (ebullición). Se extiende hasta 1 R 0 y la energía se transporta por convección. Zona Convectiva 1.5x10 6 K Zona radiativa Núcleo ZONA RADIATIVA: Se extiende hasta 0.86 R 0. La energía se transporta por radiación. Un fotón generado en el interior está sometido a constantes interacciones con el medio (tarda 10 7 años en llegar a la superficie). NÚCLEO: Se extiende hasta 0.25 R 0. La energía se produce por fusión de H que se transforma en He. Las reacciones nucleares transforman kg de H por segundo

5 Ciclo de manchas solares 1609: Galileo observa las manchas solares. Schwabe (1843) descubre el ciclo de 11 años. Mínimos de actividad (Maunder, ) Hoy sabemos que las manchas trazan regiones de intensos campos magnéticos. El campo solar es bastante mas complicado que un dipolo, pero tambien es producido por corrientes eléctricas. En nuestro grupo desarrollamos un modelo teórico que reproduce varios aspectos del ciclo solar

6 Actividad magnética El campo magnético es responsable de la compleja dinámica de la corona solar, donde se producen explosiones conocidas como fulguraciones solares. Durante las fulguraciones, se liberan importantes cantidades de energía y masa, en tiempos relativamente cortos.

7 Descubrimiento del Viento Solar A partir de la dirección de la cola de los cometas (casi radialmente hacia el exterior solar) se pudo anticipar la existencia de un viento solar A partir de modelos de interacción entre el viento solar y el cometa, Biermann (en 1951) estimó correctamente su velocidad Parker en 1958 encontró la justificación teórica. Mostró que la fuerza de gravedad solar era insuficiente para sostener una atmósfera estática y que debía existir un viento solar. Debido a este desbalance entre presión y gravedad, el viento solar es soplado permanentemente La temperatura es de 10 5 K, razón por la cual la materia está en estado de plasma (principalmente protones, electrones y partículas alfa). La densidad es de 10 partículas por cm 3 (cerca de la Tierra). Pero esto no es todo. En el viento solar también existen campos magnéticos.

8 El Viento Solar está Magnetizado En el viento solar el campo magnético está adherido a la materia Espiral de Parker (efecto manguera de jardín debido a la rotación solar) Muy rápido: 400 km/seg con ráfagas de hasta 800 km/seg El viento solar es inhomogeneo. Arrastra consigo grumos conocidos como eyecciones de masa coronal.

9 La relación Sol-Tierra Sabine mostró (1851) una relación entre fluctuaciones geomagnéticas y el ciclo de manchas solares Lord Carrington observó en 1859 una erupción solar o fulguración y 18 hs mas tarde se detectó una violenta perturbacion geomagnética en la Tierra. La explicación de esta correlación es relativamente sencilla: en los máximos de actividad magnética, el Sol produce mas eyecciones de masa, lo cual genera mas tormentas geomagnéticas. En nuestro grupo hemos realizado estudios estadísticos de tormentas geomagnéticas, buscando comprender los mecanismos físicos que determinan esta correlación. Investigamos también la estructura de estas eyecciones, a partir de mediciones in-situ.

10 La Magnetosfera Terrestre Es el resultado de la interacción del dipolo magnético terrestre con el viento solar. El viento solar causa una compresión de las líneas magnéticas del lado diurno y una marcada elongación del lado nocturno. Tanto en la magnetopausa como en la magnetocola, la anti-alineación de los campos magnéticos produce un fenómeno conocido como reconexión magnética. Nosotros realizamos simulaciones numéricas de eventos de reconexión, en los cuales se transforma energía magnética en energía cinética.

11 Causa de tormentas geomagnéticas Las nubes de plasma magnetizado que expulsa el Sol son la principal causa de la detonación de las tormentas geomagnéticas

12 Efectos Adversos sobre Nuevas Tecnologías Daños en satélites de comunicaciones (Telefonía satelital, GPS, TV satelital, etc.) Corrientes inducidas en acueductos y oleoductos extensos Cortes en redes de distribución eléctrica Radiación en aviones de pasajeros de gran altitud, etc. Influencia sobre el arrastre de satélites en ótbita Geoestacionaria (~6R T ) Se afectan los sistemas de posicionamiento que dependen del sistema GPS (navegación)

13 Las sondas Voyager y Pioneer son las naves espaciales que más lejos han llegado, pero aún no han logrado escapar de la heliosfera e internarse en el medio interestelar. La Heliosfera La actividad solar influye sobre el campo magnético de la heliosfera externa y modula (inversamente) el ingreso de rayos cósmicos galácticos (~1GeV) Más detalles en Los Enigmas del Sol, Ediciones Cooperativas, 2005 Muchas gracias!