UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS E.A.P. DE FÍSICA Morfología y características físicas de las eyecciones de masa coronal solar Glosario MONOGRAFÍA Para optar el Título Profesional de Licenciado en Física AUTOR Tinoco Licas, Silvia Soledad LIMA PERÚ 2005
GLOSARIO 1. ACTIVIDAD SOLAR: La actividad solar se define como el conjunto de fenómenos que podemos observar en la fotosfera del Sol. 2. EYECCIÓN: Expulsión de algo o alguien hacia fuera con fuerza 3. CAMPO MAGNETICO: Un campo magnético es campo de fuerzas que afecta a los imanes, atrayendo una parte del imán y repeliendo otra. Existen estrellas con campos magnéticos importantes. Las manchas del Sol son producto de su campo magnético. El campo magnético del Sol juega un papel preponderante en la dinámica y evolución de las diferentes estructuras que hemos mencionado que existen en las diversas capas de la atmósfera solar la fotosfera, la cromosfera y la corona. También determina en gran medida la ocurrencia de ciertos sucesos violentos que tienen lugar en esas capas y en general controla la ocurrencia de una serie de fenómenos que juntos constituyen lo que se ha llamado actividad solar. 4. CICLO SOLAR: El ciclo solar es un lapso de 11 años durante el cual varían la cantidad de manchas, ráfagas y protuberancias solares. Se piensa que tiene que ver con la rotación diferencial del Sol combinada con la presencia de campos magnéticos. 5. CORRIMIENTO AL ROJO: El corrimiento al rojo es el desplazamiento de las líneas espectrales de un objeto celeste debido a su velocidad de alejamiento. Las líneas espectrales de los astros se desplazan cuando estos se acercan o se alejan de nosotros, se conoce como el efecto Doppler. Puesto que el Universo se expande las galaxias más alejadas presentan mayor corrimiento al rojo que las cercanas. 6. EMISIONES SOLARES: El Sol emite tanto ondas electromagnéticas (en todas las longitudes de onda) como partículas (en su mayor parte protones y electrones de muy diversas energías). Algunas de estas emisiones son 91
continuas, mientras que otras son esporádicas, originadas sobre todo en las grandes explosiones que ocurren en el Sol, llamadas ráfagas. En forma continua, el Sol emite desde la fotosfera principalmente luz visible y algo en el ultravioleta y el infrarrojo; la mayoría de la emisión ultravioleta se origina en las capas superiores, la cromosfera y la corona, y casi toda la emisión continua en rayos X proviene de esta última. También hay una emisión continua (muy débil) de ondas de radio provenientes principalmente de la alta cromosfera y baja corona. Cuando ocurren ráfagas solares, la emisión de rayos X y de ondas de radio aumenta en forma considerable (además, por supuesto, de un abrillantamiento en la región del visible) y pueden eventualmente emitirse rayos γ. Respecto a la emisión de partículas, existe un flujo continuo de plasma solar, constituido en su mayor parte por electrones y protones, que barre todo el sistema planetario. Asociados con la ocurrencia de una ráfaga, suelen también detectarse protones y partículas alfa (núcleos de helio) muy energéticos, aunque éstos se registran a veces sin que se haya observado una ráfaga. A las más energéticas de estas partículas se les llama rayos cósmicos solares. 7. FÁCULAS: son regiones luminosas que aparecen sobre las granulaciónes, más brillantes que el resto de la fotósfera, tienen más temperatura que el resto de la fotósfera, muy relacionadas con las manchas, el espectro de manchas y fáculas tiene el "efecto Zeeman" (desdoblamiento de las rayas espectrales debido a la presencia de un fuerte campo magnético), se notan sobre el limbo solar. 8. FULGURACIONES: estallidos de intensa energía debido a los campos magnéticos solares que afectan, cuando se producen, a las comunicaciones terrestres y son las causantes de las auroras). 9. GRANULACIONES: gránulos o granos de arroz, son pequeñas manchas brillantes que resaltan sobre un fondo grisáceo, son instantáneas, de hasta 92
1500 km de diámetro, se deben a la actividad de la zona convectiva, están distribuídas uniformemente en toda la fotósfera. 10. MANCHAS SOLARES: zonas más oscuras que el resto de la fotosfera, aspecto variado, éste fenómeno puede durar de días a 8-9 meses, tienen dos partes (umbra o núcleo, la más oscura con 4000 K y la penumbre, más clara con 5000 K; periférica), tienen menos densidad que el resto de la fotósfera, más de 1500 km de diámetro, aparecen en grupos de 3 o 4, aparecen en las llamadas zonas reales a una latitud entre los 45º N y S del Ecuador solar, forma variada, no son negras, son zonas oscuras que se destacan sobre el fondo brillante de la fotósfera, están relacionadas con un período general de actividad solar de 11 años y fracción, llamado "período undecenal", durante el cual el Sol pasa por un máximo y en mínimo de manchas, que dependen de la variación de la actividad solar, a partir de ellas se pudo determinar la rotación solar (por Galileo) que es una rotación "diferencial" y es de 25 días en el ecuador solar aprox. (dado que al ser el Sol una masa gaseosa no gira por igual en toda su superficie) 11. MAGNETOSFERA: La magnetosfera es la región que está alrededor de un planeta con campo magnético. El planeta con mayor magnetosfera del Sistema Solar es Júpiter ya que es el planeta con mayor campo magnético. Las magnetosferas planetarias son alargadas en dirección contraria al Sol, debido a su interacción con el viento solar. 12. MATERIA OSCURA: En los últimos años se ha descubierto que existe gran cantidad de materia en el universo que ejerce fuerza gravitacional sobre los cuerpos visibles pero que no emite ni absorbe luz. La materia oscura forma aproximadamente el 90% de la masa del universo. No se sabe de que está compuesta la materia oscura 13. MEDIO INTERESTELAR: El medio interestelar es el espacio entre las estrellas, contiene gas y polvo. Este gas puede tener temperaturas que van desde 10 grados hasta millones de grados Kelvin. Está compuesto 93
principalmente de hidrógeno. La densidad del medio interestelar en nuestra galaxia es de una partícula por centímetro cúbico. 14. MEDIO INTERPLANETARIO El medio interplanetario es el gas y el polvo que se encuentra entre los planetas. El gas proviene principalmente del viento solar, el polvo proviene de las colisiones entre los asteroides y en menor medida de las erupciones volcánicas de cuerpos de masa baja. En el medio interplanetario existe un campo magnético. 15. PRESIÓN DE RADIACIÓN: Presión debida a la fuerza que la radiación ejerce sobre un cuerpo. Viendo la radiación como un flujo de fotones la fuerza de radiación está producida por las colisiones de los fotones con las partículas del cuerpo. La presión de radiación es responsable, por ejemplo, de la formación de las colas de gas de los cometas y de los vientos estelares. 16. PROTUBERANCIAS: gigantescas nubes o chorros de gas más frío que la cromósfera (10000 K), oscuro y filamentoso, de gran altura, se internan en la corona; pueden durar meses 17. RAYOS X: Los rayos x son parte de la radiación electromagnética que tiene longitud de onda de milésimas de micra. Los discos de acreción que rodean objetos supermasivos, como los agujeros negros, emiten rayos x. Para observar rayos x, provenientes del cosmos, es necesario utilizar satélites. 18. RAYOS GANMA: Los rayos gama son radiación electromagnética de longitud de onda más corta y por consiguiente son los que poseen la mayor energía. Los rayos gama se producen durante las explosiones de supernova y en los discos de acreción de hoyos negros supermasivos que se encuentran en núcleos de galaxias. 19. RAYOS CÓSMICOS: Los rayos cósmicos son partículas atómicas que viajan en el espacio a altas velocidades. Pueden provenir del Sol, en cuyo caso son principalmente núcleos de hidrógeno y de helio. También pueden provenir de explosiones de supernovas. Estos rayos cósmicos chocan con las partículas del medio interestelar, alterando su composición. 94
20. RÁFAGA: Una ráfaga o fulguración es una erupción violenta de materia de la superficie del Sol o de otra estrella. Las ráfagas son especialmente visibles en la luz roja producida por los iones de hidrógeno. 21. RADIOTELESCOPIO: Un radiotelescopio es una, o una serie de antenas que se utilizan para detectar emisión de radio proveniente del espacio. Gracias a los radiotelescopios se han detectado innumerables radiofuentes así como la radiación de fondo que permea al universo. La radio antena captura las ondas como un embudo y las enfoca. 22. RADIACIÓN DE FONDO: La radiación de fondo, detectada en las regiones milimétricas y submilimétricas, se observa en todas direcciones del espacio. Es la radiación que se originó durante la Gran Explosión y que se ha corrido al rojo durante la expansión cósmica. También se le conoce como radiación fósil o de 3 K 23. RADIACIÓN: La radiación es un flujo de partículas o de fotones. Los fotones son paquetes de energía que constituyen la radiación electromagnética, viajan a la velocidad de la luz. Podemos conocer las propiedades físicas del universo gracias a las radiaciones que emiten los cuerpos. 24. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA: La radiación electromagnética está formada por fotones, que son paquetes de energía. Está caracterizada por su longitud de onda, que puede medir desde millonésimas de milímetro hasta cientos de kilómetros. La radiación electromagnética se produce por interacciones entre partículas cargadas. 25. PROMINENCIAS Las prominencias solares (vistas como filamentos obscuros en el disco) son generalmente nubes quietas de material solar sostenidas sobre la superficie solar por los campos magnéticos. La mayoría de las prominencias entran en erupción en algún momento de su ciclo de vida, emanando gran cantidad de material solar al espacio. 26. REACCION NUCLEAR: Las reacciones nucleares son los procesos por los cuales se combinan o se fragmentan los núcleos de los átomos con la 95
liberación o absorción de energía y de partículas, y la subsecuente formación de nuevos elementos. La fusión es cuando se unen los núcleos y la fisión cuando de rompen. 27. RECONEXIÓN MAGNETICA: Mientras buscaban una explicación para la aceleración de las partículas en el Sol, los investigadores británicos en los años 1950, especialmente Peter Sweet y James Dungey, propusieron la idea de la reconexión magnética, una idea que fue aplicada posteriormente a la magnetosfera terrestre y a las subtormentas. La reconexión se cree que es la fuente de energía de las fulguraciones y las CMEs, pero desgraciadamente, parece que ocurren en la corona inferior, donde son invisibles las estructuras magnéticas (con algunas excepciones). La naturaleza de las subtormentas y de los fenómenos de aceleración solar puede ser similar, aunque sus escalas difieren grandemente. Sin embargo, se pueden enviar satélites a las subtormentas pero no al Sol; por lo que la investigación magnética puede proporcionar información para algunos de los problemas de la física solar. Los teóricos han propuesto que la reconexión y la aceleración solares suceden cerca de la parte superior de arcos magnéticos, de líneas de campo elevándose de las regiones de manchas, como la imagen inferior. 96