La actividad del Sol está determinada por el campo magnético del Sol. Dos efectos combinados son responsables de este último: el omega y el efecto alfa. Actualmente, se desconoce exactamente dónde y cómo se origina el efecto alfa. Investigadores del Helmholtz-Zentrum Dresden-RossendorfHZDR están presentando una nueva teoría para esto en la revista Física solar . Sus cálculos sugieren que las fuerzas de marea de Venus, la Tierra y Júpiter pueden influir directamente en la actividad del Sol.
Muchas preguntas sobre el campo magnético del Sol aún no tienen respuesta. "Al igual que con la Tierra, estamos lidiando con una dinamo. Mediante la autoexcitación, se crea un campo magnético a partir de prácticamente nada, por lo que el complejo movimiento del plasma conductor sirve comouna fuente de energía ", dice el físico Dr. Frank Stefani del HZDR. La llamada dínamo alfa-omega del Sol está sujeta a un ciclo regular. Aproximadamente cada once años se invierte la polaridad del campo magnético del Sol, con un pico de actividad solar conla misma frecuencia. Esto se manifiesta en un aumento de las manchas solares: manchas oscuras en la superficie del Sol que se originan en campos magnéticos fuertemente concentrados.
"Curiosamente, cada 11.07 años, el Sol y los planetas Venus, la Tierra y Júpiter están alineados. Nos preguntamos: ¿Es una coincidencia que el ciclo solar se corresponda con el ciclo de la conjunción o la oposición de los tres planetas?"reflexiona sobre Stefani. Aunque esta pregunta no es en absoluto nueva, hasta ahora los científicos no podían identificar un mecanismo físico plausible de cómo los efectos de marea muy débiles de Venus, la Tierra y Júpiter podrían influir en la dinamo del Sol.
Fortalecimiento por resonancia
"Si solo le das un pequeño empujón al swing, se moverá más alto con el tiempo", como Frank Stefani explica el principio de resonancia. Él y su equipo descubrieron en cálculos recientes que el efecto alfa es propenso a las oscilaciones bajo ciertas condiciones."El impulso de esta oscilación alfa casi no requiere energía. Las mareas planetarias podrían actuar como suficientes establecedores de ritmo para esto". La llamada inestabilidad de Tayler juega un papel crucial para la resonancia de la dinamo del Sol. Siempre surge cuando un fuertefluye suficiente corriente a través de un líquido conductor o un plasma. Por encima de cierta intensidad, la interacción de la corriente con su propio campo magnético genera un flujo, en el caso del colosal Sol, uno turbulento.
En general, se entiende que la dínamo solar se basa en la interacción de dos mecanismos de inducción. El efecto omega, que se origina en la tacoclina, es ampliamente indiscutible. Este es el nombre de una banda estrecha entre la zona radiactiva interna del Sol y las áreas externasen el que tiene lugar la convección, donde el calor se transporta utilizando el movimiento del plasma caliente. En la tacoclina, convergen varias áreas de rotación diferencial. Esta rotación diferencial genera el llamado campo magnético toroidal en forma de dos "cinturones salvavidas" situadosnorte y sur del ecuador solar.
Una nueva receta para la dínamo solar
Existe una falta significativa de claridad con respecto a la posición y la causa del efecto alfa, que utiliza el campo toroidal para crear un campo poloidal; este último corre a lo largo de las líneas de longitud del Sol. Según una teoría prevaleciente, el lugar del efecto alfade origen está cerca de las manchas solares, en la superficie del Sol. Los investigadores de Dresden han elegido un enfoque alternativo que vincula el efecto alfa con la diestra o la zurda de la inestabilidad de Tayler. A su vez, la inestabilidad de Tayler surge debido a un toroidal fuertemente desarrolladocampos en la tacoclina. "De esa manera, esencialmente también podemos localizar el efecto alfa en la tacoclina", dice Frank Stefani.
Ahora los científicos del HZDR han descubierto que la primera evidencia de la inestabilidad de Tayler también oscila entre los diestros y los zurdos. Lo especial de esto es que la inversión ocurre prácticamente sin cambios en la energía del flujo. Esto significa quefuerzas muy pequeñas son suficientes para iniciar una oscilación en el efecto alfa ". Nuestros cálculos muestran que las fuerzas de marea planetarias actúan aquí como pequeños instaladores externos de ritmo. La oscilación en el efecto alfa, que se activa aproximadamente cada once años, podría causar la inversión de polaridaddel campo magnético solar y, en última instancia, dictan el ciclo de 22 años de la dinamo solar ", según Stefani.
Los científicos que rodean a Frank Stefani han estado investigando campos magnéticos en el cosmos y en la Tierra durante muchos años. También fueron el primer grupo en el mundo en probar con éxito tanto la inestabilidad de Tayler como la inestabilidad magnetorrotacional en experimentos de laboratorio. En 1999, elLos especialistas en magnetohidrodinámica también participaron en la primera demostración del efecto dinamo homogéneo en Riga.
La inestabilidad de Tayler restringe las nuevas baterías de metal líquido
"Curiosamente, nos topamos con la inestabilidad de Tayler en el contexto de nuestra investigación sobre nuevas baterías de metal líquido, que actualmente se están investigando como posibles contenedores de almacenamiento económicos para la energía solar fuertemente fluctuante", explica Frank Stefani. El principio fundamental deLas baterías de metal líquido son extremadamente simples. Se componen de dos metales líquidos de diferentes densidades, los electrodos, que solo están separados por una fina capa de sal. Los beneficios son un tiempo de carga extremadamente rápido, un al menos teóricamente infinitonúmero de ciclos de carga y bajos costos, si se puede producir con éxito una batería de un metro cuadrado ". Para estas baterías, la inestabilidad de Tayler representa un grave peligro porque surge inevitablemente cuando las células se hacen cada vez más grandes. Sin cierta tecnologíatrucos, que ya hemos patentado, la inestabilidad de Tayler destruiría la estratificación de la batería ", agrega Stefani.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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