Científicos describieron cuantitativamente la reconexión magnética del plasma

J. Ng et al./ Physics of Plasmas, 2017

En los últimos días una serie de poderosas erupciones en el Sol y las tormentas magnéticas que se han producido en la Tierra han llamado la atención general. La reconexión magnética del plasma es la responsable de todo estos sucesos (proceso de redistribución de los campos magnéticos, que producen significativas liberaciones de energía). En un trabajo reciente, los físicos pudieron simular cuantitativamente este proceso y ampliar significativamente la comprensión sobre ello. Physics of Plasmas publicó los resultados de la investigación.

En este nuevo informe, los científicos estadounidenses propusieron una variante de cierre del sistema de ecuaciones magnetohidrodinámicas, que permite obtener resultados confiables. Los científicos llamaron “no local” al método usado, a diferencia del “local”, que se usó en anteriores enfoques. El método describe un sistema de plasma de dos fluidos con combinación lineal de líquidos. Con ayuda del modelo numérico propuesto, se calculó un tensor completo de presión en el proceso de fusión de los dos líquidos para los iones dentro del plasma, y para los electrones. Como resultado se obtuvo una amplia gama de difusión de electrones, que fue pronosticada por modelos cinéticos, pero no pudo ser obtenida mediante los métodos magnetohidrodinámicos.

Campo de densidad de corriente de reconexión, calculado por el modelo cinético (arriba), y por los modelos de líquidos con cierre no local (en medio) y local (abajo).

F. Ng et al./ Physics of Plasmas, 2017

Campo de velocidad del líquido iónico durante la reconexión, calculado por el modelo cinético (arriba) y por los modelos de líquidos con cierre no local (en medio) y local (abajo).

F. Ng et al./ Physics of Plasmas, 2017

 

Los resultados obtenidos para los campos de densidad de corriente y velocidades de los electrones e iones en el plasma fueron comparados con los datos del modelo cinético y de los dos modelos magnetohidrodinámicos que se emplearon antes. Resultó que a diferencia del modelo de Hall y del modelo con cierre local, los resultados del nuevo modelo permiten reproducir datos de los cálculos cinéticos, además la exactitud de los datos y la velocidad de su obtención superan, significativamente, los resultados del modelo cinético.

De esta forma, los científicos se convencieron de que el uso de modelos basados en la aproximación de un medio continuo, que describen los procesos del plasma, permiten obtener de manera rápida y exacta valoraciones cuantitativas para la reunificación magnética del plasma. Es probable que el enfoque propuesto ayudará a predecir con mayor exactitud las consecuencias, por ejemplo, de las erupciones en el Sol. Recordemos que los procesos que se producen en el plasma solar fueron la causa de la formación de un gran grupo de manchas solares y una serie de potentes explosiones en el Sol, en los últimos 12 años. Y las emisiones del plasma que los acompañaron causaron tormentas magnéticas en la Tierra.

Alexánder Dubov

Si te gustó esta noticia, entérate de más a través de nuestros canales de Facebook y Twitter.

 

 

Novedades

Suscríbete

Déjanos tu mail para recibir nuestro boletín de noticias

La confirmación ha sido enviada a tu correo.