fenómeno

campo magnético solar

El campo magnético del Sol, incluidos sus polos, el dinamo y su influencia en el viento solar.
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Descripción

El campo magnético solar es la estructura magnética a gran escala del Sol, generada por el movimiento del plasma conductor en su interior. Gobierna la actividad solar, incluyendo las manchas solares, las erupciones y las eyecciones de masa coronal, y da forma a la heliosfera: la burbuja de viento solar que rodea al sistema solar. La polaridad del campo se invierte aproximadamente cada 11 años en un ciclo ligado al dinamo solar, un proceso autosostenido que convierte la energía cinética de los flujos de plasma en energía magnética.

Historia

La naturaleza cíclica de las manchas solares fue descubierta por Samuel Heinrich Schwabe en 1843, y el carácter magnético de las manchas solares fue establecido por George Ellery Hale en 1908. La teoría moderna del dinamo se desarrolló a mediados del siglo XX por Eugene Parker y otros.

Cómo funciona

El dinamo solar opera mediante la rotación diferencial (el ecuador gira más rápido que los polos) y la convección turbulenta en las capas externas. Estos movimientos estiran, retuercen y amplifican las líneas de campo magnético, creando los patrones observados de pares de manchas solares y la inversión cíclica de los polos. El campo se extiende hacia afuera como viento solar, transportando flujo magnético al espacio interplanetario e interactuando con las magnetosferas planetarias.

En la práctica

Comprender el campo magnético solar es crucial para predecir el clima espacial, que puede perturbar satélites, redes eléctricas y sistemas GPS.

Dato curioso

El campo magnético del Sol es tan intenso que puede acelerar partículas cargadas hasta velocidades cercanas a la de la luz, produciendo partículas solares energéticas que llegan a la Tierra en minutos.

Concept graph →

Fórmulas

$$F = \frac{2 A s}{c} \cdot \frac{1 - v/c}{1 + v/c}$$
Force on a moving solar sail due to reflected light.
Qué hay en la fórmula
FvariableForce on the sail — fuerza newton
AvariableArea of the sail — área square metre
svariablePoynting flux (power per unit area) of incident light — irradiance watt per square metre
vvariableSpeed of the sail relative to the light source — velocidad metre per second
cconstanteUniversal constant, speed of light in vacuum — velocidad de la luz = 299792458 metre per second
\cdotoperadorProduct of quantities — multiplication
\frac{1 - v/c}{1 + voperadorRatio of reflected to incident photon energy and rate — doppler factor squared
f=\frac{2as}{c}*\frac{1-v/c}{1+v/c} · 2606.04052v1
$$A = \arccos(-\tan \phi \tan \delta)$$
Calculates sunrise azimuth from latitude and solar declination.
Qué hay en la fórmula
AvariableSunrise azimuth angle — azimuth angle radian
φvariableLatitude of observer — latitude radian
δvariableSolar declination — solar declination radian
arccosoperadorInverse cosine function — arccosine
tanoperadorTangent function — tangent
a=\arccos(-\tanφ\tanδ) · 2607.14201
$$\tau \propto B^2$$
Torque on a magnetic dipole is proportional to the square of the magnetic field strength.
Qué hay en la fórmula
τvariableTorque on the magnetic dipole — torque newton metre
BvariableMagnetic field strength — intensidad del campo magnético tesla
τ\proptob^2 · 2601.14381
$$E = -\boldsymbol{\mu} \cdot \mathbf{B}$$
Energy of a magnetic moment in a magnetic field.
Qué hay en la fórmula
Evariablemagnetic energy of the moment — energía joule
\boldsymbol{\mu}variablemagnetic dipole moment — magnetic dipole moment ampere square metre
\mathbf{B}variablemagnetic field — campo magnético tesla
\cdotoperadortakes the scalar product of two vectors — producto escalar
q=-δm_f(g_{f,{cs}}-g_{f,{rb}})μ_bb · 2606.24615
$$B > v \sqrt{4\pi \rho}$$
Magnetic field strength required to balance kinetic energy density.
Qué hay en la fórmula
BvariableMagnetic field strength — intensidad del campo magnético tesla
vvariableCharacteristic velocity of plasma flow — velocidad metre per second
ρvariableMass density of the plasma — densidad de masa kilogram per cubic metre
√operadorTakes the square root of the argument — raíz cuadrada
b>v_{{ufo}}\sqrt{4πnm_p} · 2606.25636

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