gov-civil-vilareal.ptZona de giro: el núcleo del Sol gira cuatro veces más rápido que la superficie.
>El Sol es la estrella más cercana a nosotros en todo el Universo, por lo que pensaría que sabríamos más sobre él. Y en muchos sentidos lo hacemos; podemos ver la superficie en alta resolución y ver detalles que no podemos ver en otras estrellas.
Pero todavía hay muchas cosas que no sabemos y muchas preguntas siguen sin respuesta. Algunos parecen bastante sencillos. Por ejemplo: ¿Qué tan rápido gira el núcleo del Sol?
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Ahora sabemos : Gira casi exactamente una vez a la semana. ¡Lo extraño es que es cuatro veces más rápido que la rotación de la superficie del Sol! El interior del Sol gira más rápido que el exterior.
Así que hay un poco que desglosar aquí, pero es muy bueno. OK, multa : Hace calor. Pero la noticia es genial.
Este diagrama de corte muestra las capas internas del Sol y cómo las ondas de presión (ondas p) rebotan debajo de la superficie y a través del Sol, mientras que las ondas de gravedad (ondas g) no llegan desde el interior profundo a la superficie. . Crédito: ESA; (Cromosfera solar basada en la imagen SOHO; crédito: SOHO (ESA y NASA))
El Sol no es una bola sólida, sino una gigantesca esfera de gas (técnicamente, es un plasma, un gas en el que los átomos han perdido uno o más electrones; eso es realmente importante, como veremos en un segundo). En general, el Sol tiene aproximadamente 1,4 millones de kilómetros de ancho. En el centro, la temperatura y la presión son tan altas (15 millones de grados C y cientos de mil millones veces la presión atmosférica de la Tierra al nivel del mar!) que los átomos de hidrógeno chocan entre sí y, a través de un proceso complicado, se fusionan en helio. Esto libera mucha energía, una lote - y por eso brilla el sol. Esta energía sale del interior solar y se irradia desde la superficie en forma de luz.
La región donde el hidrógeno se transforma en helio se llama núcleo y es aproximadamente 1/5thdel diámetro del Sol: aproximadamente 280.000 km de ancho (algo menos que la distancia de la Tierra a la Luna, en comparación). Sabemos que está allí, a pesar de estar enterrado bajo medio millón de kilómetros de plasma furioso, debido a la física de cómo funciona el Sol: el descubrimiento de la fusión nuclear fue un gran avance en la comprensión de la dinámica solar.
Cuando miramos al Sol desde afuera, lo vemos girando. Aunque la superficie no es sólida y siempre está cambiando, hay algunas formas de medir la velocidad de rotación: por ejemplo, puedes observar las manchas solares y usarlas como puntos de referencia (bueno, marcas de plasma, supongo). Cuando lo hace, descubre que el Sol gira una vez cada pocas semanas más o menos. Además, gira a mayor velocidad en el ecuador que en los polos; 25 frente a 35 días. Esa rotación diferencial se debe nuevamente a que el Sol no es un cuerpo sólido y se agita un poco.
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Pero, ¿qué tan rápido gira el núcleo? Ese número ha sido buscado durante mucho tiempo y ha sido tremendamente esquivo. Sin embargo, un nuevo método finalmente ha revelado la respuesta ... y es porque el Sol está vibrando.
Entre el núcleo y la superficie hay una región del Sol llamada zona convectiva, donde el plasma caliente se eleva y el plasma frío se hunde, similar al agua hirviendo en una olla. Hay miles de estas células de plasma que se mueven hacia arriba y hacia abajo dentro del Sol y agitan el material que las rodea. Esto crea una onda de presión, similar a una onda de sonido. Cuando alcanzan la superficie del Sol, hacen que vibre y estas vibraciones se pueden medir . La física de las ondas se comprende lo suficientemente bien como para que las propiedades de estas ondas se pueden usar para medir las condiciones dentro del Sol, de modo que podamos averiguar qué hay debajo de la superficie sin siquiera verlo directamente. La ciencia de esto se llama helioseismology .
El problema aquí es que estas ondas de presión (también llamadas ondas p ) viajan con bastante rapidez a través de las densas regiones del interior del Sol, por lo que no son sensibles a la rotación relativamente lenta del núcleo. No se pueden usar directamente para medir qué tan rápido gira el núcleo.
Ah, pero hay otro tipo de onda, llamada onda de gravedad (o onda g, que no debe confundirse con las ondas gravitacionales, que son muy diferentes). Este es el mismo tipo de ola que obtienes cuando te mueves en la bañera: el agua se empuja hacia arriba y la gravedad la empuja hacia abajo. El agua gana velocidad a medida que cae y se sobrepasa un poco, descendiendo y creando una depresión entre las crestas. Esas crestas se bajan, y así sucesivamente, creando la onda G.
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Con el Sol, estas ondas se generan en el núcleo, pero no llegan a la superficie, por lo que no se pueden medir directamente. Arg!
A medida que las ondas p se mueven a través del Sol, la superficie oscila, como se muestra en este modelo físico de cómo la superficie se mueve hacia arriba y hacia abajo. Crédito: NSO / GONG
¡Pero espera! Aquí hay una solución. Resulta que cuando las ondas p pasan a través del núcleo, el material que se mueve bajo la influencia de las ondas g interactúa con ellas, cambiando la forma en que las ondas p se mueven a través de él. El efecto es increíblemente sutil, pero con una medición cuidadosa se puede ver.
Y finalmente ha sido , utilizando el venerable Observatorio Solar y Heliosférico ( SOHO ), un observatorio espacial dedicado a la observación del Sol. Un instrumento a bordo de SOHO, llamado Oscilaciones Globales a Baja Frecuencias (o GOLF ), fue diseñado para observar las ondas p solares. Al tomar medidas durante unos asombrosos 16,5 años (SOHO se lanzó en 1995), los astrónomos pudieron ver el efecto sutil de las ondas g en ellos. Son estas medidas las que indican que el núcleo solar gira mucho más rápido que la superficie.
Esto se ha sospechado durante años, y es bueno verlo confirmado. Y tengo que admitir que, tan pronto como escuché esto, me di una palmada mental en la frente. ¡Debería haber sabido que el núcleo giraría más rápido!
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¿Por qué? Según las teorías físicas, creemos que las estrellas giran rápidamente cuando nacen. También vemos mucha confirmación de esto al observar estrellas jóvenes. Pero la superficie del Sol gira solo una vez al mes aproximadamente. Lo más probable es que esto se deba a su campo magnético: el poderoso magnetismo generado dentro del Sol. No se sabe exactamente dónde se crea el magnetismo. , pero ciertamente está por encima del núcleo, en o justo encima de la zona de convección. Una propiedad muy conocida de la física es que las partículas cargadas en movimiento crean un campo magnético y, por lo tanto, el plasma que se mueve hacia arriba y hacia abajo en la región convectiva del Sol lo hace.
Por encima de la superficie del Sol, el campo magnético actúa como una red gigantesca, barriendo las partículas subatómicas emitidas por el Sol y acelerándolas, como una red de pesca que recoge peces. Mientras lo hace, las partículas retroceden un poco en el campo magnético. Dado que el magnetismo está anclado en el material del Sol, este actúa, durante miles de millones de años, para ralentizar la rotación del Sol .
Pero el campo magnético no está anclado en el núcleo. El exterior las capas se ralentizan, pero el núcleo aún puede girar más rápido. Claro, la fricción lo ralentizará, pero incluso después de 4.500 millones de años seguirá girando más rápido que la superficie del Sol: una bola de plasma de casi 300.000 km de diámetro tiene una cantidad sustancial de impulso. No estudio el Sol específicamente, pero sabía todo esto, y debería haber podido reconstruirlo yo mismo. Nunca se me ocurrió, pero ahora parece obvio. Ah bueno.
De todos modos, esto es bastante ingenioso. No tenemos muchas formas de estudiar el núcleo del Sol, y ahora tenemos una nueva que parece muy prometedora. La rotación es solo una de las muchas propiedades del núcleo que podemos aprender sobre el uso de este método. Es como una ventana que nos permite ver más allá de los septillones de toneladas de plasma en el Sol y obtener información sobre las profundidades.
Hemos estado estudiando el Sol durante siglos, ¡pero todavía hay mucho que aprender sobre él! Es muy bienvenido tener una nueva herramienta para estudiarlo.
