Un estudio arroja luz sobre la turbulencia en plasmas astrofísicos

La reconexión magnética es el proceso que se produce cuando vemos que una fulguración solar se arquea hacia el exterior y luego colapsa sobre la superficie del Sol, produciendo una explosión. Crédito: NASA.

Los plasmas, masas gaseosas de iones y electrones, constituyen un 99 por ciento de la materia visible del Universo, incluyendo el Sol, las estrellas y el medio gaseoso que empapan el espacio entre ellas. La mayoría de estos plasmas, incluyendo el viento solar que fluye constantemente desde el Sol y barre el Sistema Solar, existe en un estado turbulento. Cómo funciona esa turbulencia sigue siendo un misterio y es una de las áreas de investigación más dinámicas en el campo de la física de plasmas. Ahora, dos investigadores han propuesto un modelo nuevo para explicar estos procesos turbulentos dinámicos.


“Los plasmas que se crean de manera natural en el espacio y los ambientes astrofísicos son roscados por campos magnéticos que existen en un estado turbulento”, explica Nuno Loureiro (MIT). “Esto es, su estructura está altamente desordenada a todas las escalas: si miras cada vez más cerca los haces y remolinos que constituyen estos materiales, verás señales parecidas de estructura desordenada en todas las escalas de tamaños”. Y aunque la turbulencia es un fenómeno común y ampliamente estudiado que se produce en todo tipo de fluidos, la turbulencia que se da en plasmas es más difícil de predecir por los factores añadidos de corrientes eléctricas y campos magnéticos.

Las hipótesis existentes sobre la dinámica de la turbulencia de plasmas “pueden predecir algunos aspectos de lo que se observan”, comenta Loureiro, pero “conducen a contradicciones”. Loureiro, junto con Stanislav Boldyrev (Universidad de Winsconsin), se dio cuenta de que esto podía resolverse esencialmente uniendo las descripciones teóricas de turbulencia y reconexión magnética. La reconexión magnética es un proceso complicado que ocurre en la superficie del Sol y produce emisiones explosivas de energía.

Como resultado, “la imagen de la turbulencia es modificada conceptualmente y conduce a resultados que se ajustan mejor a lo que ha sido observado con satélites que monitorizan el viento solar y muchas simulaciones numéricas”, explica Loureiro.https://observatori.uv.es