¿Cómo explica el modelo de Babcock la formación de manchas solares?

Answer 1

“¿Cómo explica el modelo Babcock la formación de manchas solares?”

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No es una pregunta tan obvia como podrías pensar. Las manchas solares se producen cuando las líneas del campo magnético se agrupan y retuerzan. Parte del mecanismo que produce esa acumulación y torsión es la rotación diferencial: las regiones ecuatoriales del Sol completan una rotación en aproximadamente 25 días, mientras que las regiones polares completan una rotación en 35 días.

La clave para esto es la “trama de la mariposa” (imagen de commons de Wikipedia)

Lo que esta gráfica le muestra es que durante un ciclo de manchas solares de 11 años, las manchas solares se desplazan hacia latitudes más bajas y se vuelven más numerosas. El modelo de Babcock (que entiendo solo en generalidades) tiene los campos magnéticos del Sol oscilando en orientación a lo largo de un ciclo de 22 años, dividido en dos mitades. A medida que la orientación se vuelve más toroidal (es decir, más ecuatorial que polar), las “líneas” del campo magnético se someten a una rotación más rápida y se vuelven más retorcidas. El resultado es más manchas solares.

Hay un poco de handwaving aquí, pero mi entendimiento es bastante a ese nivel. No tengo entrenamiento en magnetohidrodinámica, así que no puedo explicar los detalles.

Answer 2

Las líneas del campo magnético en el Sol corren en una orientación de norte a sur. Estas líneas de campo magnético se arrastran a lo largo de su región central cerca del ecuador porque el Sol experimenta lo que se llama rotación diferencial, lo que significa que gira más rápido en su región ecuatorial que en sus polos. A medida que la región ecuatorial gira más rápido, arrastra el centro de las líneas del campo magnético, lo que las distorsiona (que se ilustra a continuación).

Debajo de la superficie del Sol hay corrientes convectivas de gas ionizado que ascienden a la superficie, liberan calor, se enfrían, vuelven a hundirse, se recalientan y luego vuelven a subir para repetir el ciclo / corriente.

A medida que las líneas del campo magnético se enrollan alrededor del Sol varias veces, comienzan a crear bucles magnéticos que saltan de la superficie del Sol y luego vuelven a aterrizar en otra ubicación (ilustrada arriba a la derecha).

A medida que estos campos magnéticos salen y se vuelven a conectar a la superficie del Sol, se crean puntos que impiden que los gases ionizados en ascenso alcancen completamente la superficie para liberar calor. Esto crea regiones en la superficie del Sol que son relativamente más frías que las áreas circundantes.

Vemos estas regiones más frías como manchas más oscuras en la superficie del Sol.

Esencialmente, las manchas solares son básicamente áreas donde se crean diferencias de temperatura distintas por la supresión magnética de los gases ionizados en aumento.

La conexión con el ciclo de 11 años se debe a que estas líneas de campo magnético se enredan y se ensucian tanto después de tanto tiempo que esencialmente se “encajan” y se reinician a una frecuencia promedio de cada 11 años aproximadamente (a veces es de 8 años, a veces puede ser de 14 años más). Cuando el campo magnético del Sol se “reinicia”, vuelve a una orientación normal de norte a sur (como se ve en el extremo izquierdo de la ilustración anterior), en el que todo el proceso básicamente comienza de nuevo. El número de manchas solares es mínimo una vez más, y se acumulan en frecuencia a medida que las líneas del campo magnético se vuelven cada vez más enredadas con el tiempo.

Answer 3

Yo tampoco. La magnetohidrodinámica combina toda la miseria de la hidrodinámica con toda la simplicidad del magnetismo clásico basado en el campo. Produce una de esas horribles situaciones llenas de retroalimentación y flujos que, sospecho, nadie puede hacer caso, debe recurrir a aproximaciones con algún tipo de condiciones de frontera, hacer algunas matemáticas y esperar que funcione.

Una especie de cuentas de 40 años de avances muy limitados de la ingeniería de la fusión contenida magnéticamente, ¿no es así?