Año de inicio
2007
Unidad organizativa
Institución organizadora
General
Descripción
Los campos magnéticos están presentes en todos los plasmas astrofísicos y controlan la mayor parte de la variabilidad que se observa en el Universo a escalas temporales intermedias. Se encuentran en estrellas, a lo largo de todo el diagrama de Hertzsprung-Russell, en galaxias, e incluso quizás en el medio intergaláctico. La polarización de la luz proporciona la fuente más fiable de información para la teledetección de campos magnéticos en Astrofísica, incluyendo los campos magnéticos del Sol. En particular, el diagnóstico de campos magnéticos en las atmósferas del Sol y de otras estrellas requiere de la medida e interpretación física de señales de polarización en líneas espectrales, las cuales son inducidas por varios mecanismos físicos que operan a las escalas atómicas. Además del efecto Zeeman, hay muchos otros mecanismos físicos que producen polarización en la radiación electromagnética. Por ejemplo, la polarización de los niveles atómicos o moleculares inducida por el bombeo óptico de un campo de radiación anisótropo, la interferencia cuántica entre niveles de estructura fina o hiperfina, el efecto Hanle, etc. La polarización generada por tales mecanismos es sensible a las condiciones físicas del plasma astrofísico en consideración y, en particular, a la presencia de campos magnéticos en un rango de intensidades que va desde valores tan bajos como 1 microgauss hasta varios miles de Gauss.
El principal objetivo de este proyecto es explorar, en profundidad, la física y el origen de la radiación polarizada en plasmas astrofísicos, así como su utilidad como medio de diagnóstico para descifrar y entender la actividad magnética en Astrofísica, con énfasis en el magnetismo de la atmósfera solar. Nuestras investigaciones involucran:
- la física de la polarización, lo que requiere profundizar en la teoría cuántica de la interacción radiación-materia, teniendo en cuenta procesos de dispersión en presencia de campos magnéticos y eléctricos.
- el desarrollo de técnicas de diagnóstico de plasmas para la exploración de campos magnéticos en Astrofísica, con particular interés en descifrar el complejo magnetismo de la atmósfera solar, envolturas circunestelares y nebulosas planetarias.
- observaciones espectropolarimétricas y su interpretación en términos de modelos físicos.
- desarrollo de métodos numéricos para la solución de problemas de transporte radiativo sin suponer equilibrio termodinámico local, con aplicaciones a modelos tri-dimensionales de atmósferas estelares resultantes de simulaciones magneto-hidrodinámicas.
- espectroscopia y espectropolarimetría atómica y molecular, con aplicaciones en varios campos de la Astrofísica.
Este Proyecto está formado por un grupo de científicos convencidos de la importancia de complementar investigaciones teóricas, observacionales e instrumentales para hacer frente a algunos de los retos actuales de la Astrofísica.
Miembros
Investigador principal
Tanausú del
Pino Alemán
Personal del proyecto
Andrés
Asensio Ramos
Javier
Trujillo Bueno
Héctor David
Socas Navarro
Nikola
Vitas
Andrii
Sukhorukov
Ángel Manuel de
Vicente Garrido
Fernando
Moreno Insertis
Supriya
Hebbur Dayananda
Sara
Esteban Pozuelo
Edgar Samuel
Carlín Ramírez
Colaboradores
Carlos
Allende Prieto
Íñigo
Arregui Uribe-Echevarría
Cristina
Ramos Almeida
Dr.
M. Bianda
Dr.
R. Ramelli
Dr.
L. Belluzzi
Dr.
R. Casini
Dr.
R. Centeno
Dr.
J. de la Cruz
Dr.
N. Shchukina
Dr.
H. Uitenbroek
Dr.
D. Mckenzie
Dr.
R. Ishikawa
Basilio
Ruiz Cobo
María Jesús
Martínez González
Resultados
- Hemos aplicado técnicas de aprendizaje profundo al análisis de observaciones. Utilizando redes neuronales convolucionales, hemos desarrollado técnicas para la deconvolución de observaciones. Estas técnicas fueron también utilizadas en el proceso de deconvolución de observaciones en Tierra, consiguiendo una cadencia de unas cien imágenes procesadas por segundo.
- Hemos desarrollado una técnica de inferencia bayesiana para interpretar las observaciones proporcionadas por el experimento internacional CLASP. Parametrizando un modelo magneto-hidrodinámico de vanguardia de la atmósfera solar encontramos que la complejidad geométrica de la región de transición debe ser mucho mayor que la que se encuentra en el modelo.
- Hemos resuelto el problema de la propagación de radiación polarizada en simulaciones de magneto-convección con acción dinamo local para la línea de Sr I en 460.7nm. Encontramos que el modelo con la mayor parte de la zona de convección con magnetización cercana a la equipartición y con campo superficial promedio de 170G es compatible con las observaciones disponibles.
- Hemos estudiado la sensibilidad magnética de la línea de Ca I en 422.7nm. La polarización lineal en el centro de la línea es sensible al efecto Hanle, mientras que en las alas es sensible a efectos magneto-ópticos como consecuencia de la acción conjunta de la redistribución parcial y el efecto Zeeman, un mecanismo encontrado recientemente.
- Hemos estudiado la formación de las líneas H-alfa, Mg II h-k y Ca II H-K y 854.2nm en un modelo de región bipolar explosiva, resolviendo el problema de transporte de radiación teniendo en cuenta redistribución parcial en geometría 3D y fuera del equilibrio termodinámico local. Conseguimos reproducir características propias de las observaciones de estas regiones.
Actividad científica
Publicaciones relacionadas
-
Stokes inversion based on convolutional neural networksContext. Spectropolarimetric inversions are routinely used in the field of solar physics for the extraction of physical information from observations. The application to two-dimensional fields of view often requires the use of supercomputers with parallelized inversion codes. Even in this case, the computing time spent on the process is still veryAsensio Ramos, A. et al.
Fecha de publicación:
62019 -
Spectropolarimetric analysis of an active region filament. I. Magnetic and dynamical properties from single component inversionsAims: The determination of the magnetic filed vector in solar filaments is made possible by interpreting the Hanle and Zeeman effects in suitable chromospheric spectral lines like those of the He I multiplet at 10 830 Å. We study the vector magnetic field of an active region filament (NOAA 12087). Methods: Spectropolarimetric data of this activeDíaz Baso, C. J. et al.
Fecha de publicación:
52019 -
Spectropolarimetric analysis of an active region filament.. II. Evidence of the limitations of a single-component modelAims: Our aim is to demonstrate the limitations of using a single-component model to study the magnetic field of an active region filament. To do this, we analyzed the polarimetric signals of the He I 10830 Å multiplet, which were acquired with the infrared spectrograph GRIS of the GREGOR telescope (Tenerife, Spain). Methods: After a first analysisDíaz Baso, C. J. et al.
Fecha de publicación:
52019 -
Can a negative-mass cosmology explain dark matter and dark energy?A recent study by Farnes (2018, A&A, 620, A92) proposed an alternative cosmological model in which both dark matter and dark energy are replaced with a single fluid of negative mass. This paper presents a critical review of that model. A number of problems and discrepancies with observations are identified. For instance, the predicted shape andSocas-Navarro, H.
Fecha de publicación:
62019 -
Inference of magnetic field strength and density from damped transverse coronal wavesA classic application of coronal seismology uses transverse oscillations of waveguides to obtain estimates of the magnetic field strength. The procedure requires information on the density of the structures. Often it ignores the damping of the oscillations. We computed marginal posteriors for parameters such as the waveguide density, the densityArregui, I. et al.
Fecha de publicación:
52019 -
Torus model properties of an ultra-hard X-ray selected sample of Seyfert galaxiesWe characterize for the first time the torus properties of an ultra-hard X-ray (14-195 keV) volume-limited (DL 40 Mpc) sample of 24 Seyfert (Sy) galaxies (BCS40 sample). The sample was selected from the Swift/BAT nine-month catalogue. We use high angular resolution nuclear infrared (IR) photometry and N-band spectroscopy, the CLUMPY torus modelsGarcía-Bernete, I. et al.
Fecha de publicación:
72019 -
High-resolution spectroscopy of Boyajian's star during optical dimming eventsBoyajian's star is an apparently normal main-sequence F-type star with a very unusual light curve. The dipping activity of the star, discovered during the Kepler mission, presents deep, asymmetric, and aperiodic events. Here we present high-resolution spectroscopic follow-up during some dimming events recorded post-Kepler observations, from groundMartínez González, M. J. et al.
Fecha de publicación:
62019 -
Diagnostic potential of the Ca II 8542 Å line for solar filamentsAims: In this study we explore the diagnostic potential of the chromospheric Ca II line at 8542 Å for studying the magnetic and dynamic properties of solar filaments. We have acquired high spatial resolution spectropolarimetric observations in the Ca II 8542 Å line using the CRISP instrument at the Swedish 1 m Solar Telescope. Methods: We used theDíaz Baso, C. J. et al.
Fecha de publicación:
32019 -
Height Dependence of the Penumbral Fine-scale Structure in the Inner Solar AtmosphereWe studied the physical parameters of the penumbra in a large and fully developed sunspot, one of the largest over the last two solar cycles, by using full-Stokes measurements taken at the photospheric Fe I 617.3 nm and chromospheric Ca II 854.2 nm lines with the Interferometric Bidimensional Spectrometer. Inverting measurements with the Non-LTEMurabito, M. et al.
Fecha de publicación:
32019 -
Signatures of Magnetic Reconnection at the Footpoints of Fan-shaped Jets on a Light Bridge Driven by Photospheric Convective MotionsDynamical jets are generally found on light bridges (LBs), which are key to studying sunspot decay. So far, their formation mechanism is not fully understood. In this paper, we used state-of-the-art observations from the Goode Solar Telescope, the Interface Region Imaging Spectrograph, the Spectro-polarimeter on board Hinode, and the AtmosphericBai, X. et al.
Fecha de publicación:
12019 -
Real-time, multiframe, blind deconvolution of solar imagesThe quality of images of the Sun obtained from the ground are severely limited by the perturbing effect of the Earth's turbulent atmosphere. The post-facto correction of the images to compensate for the presence of the atmosphere require the combination of high-order adaptive optics techniques, fast measurements to freeze the turbulent atmosphereAsensio Ramos, A. et al.
Fecha de publicación:
122018 -
Comparison of theoretical and observed Ca II 8542 Stokes profiles in quiet regions at the centre of the solar discContext. Interpreting the Stokes profiles observed in quiet regions of the solar chromosphere is a challenging task. The Stokes Q and U profiles are dominated by the scattering polarisation and the Hanle effect, and these processes can only be correctly quantified if 3D radiative transfer effects are taken into account. Forward-modelling of theJurčák, J. et al.
Fecha de publicación:
112018 -
The real time MCAO solar prototype for the ESTThe European Solar Telescope (EST) will be equipped with a MCAO system to provide an excellent correction within one arcminute field of view (FOV). A prototype of this system will be built with the same requirements except for the frame rate. This prototype will allow to test and verify new concepts for Solar MCAO, as, e.g., the integration ofMontoya, Luzma M. et al.
Fecha de publicación:
72018 -
Three-dimensional simulations of solar magneto-convection including effects of partial ionizationIn recent decades, REALISTIC three-dimensional radiative-magnetohydrodynamic simulations have become the dominant theoretical tool for understanding the complex interactions between the plasma and magnetic field on the Sun. Most of such simulations are based on approximations of magnetohydrodynamics, without directly considering the consequences ofKhomenko, E. et al.
Fecha de publicación:
102018 -
CLASP Constraints on the Magnetization and Geometrical Complexity of the Chromosphere-Corona Transition RegionThe Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter (CLASP) is a suborbital rocket experiment that on 2015 September 3 measured the linear polarization produced by scattering processes in the hydrogen Lyα line of the solar disk radiation. The line-center photons of this spectral line radiation mostly stem from the chromosphere-corona transitionTrujillo Bueno, J. et al.
Fecha de publicación:
102018 -
A Statistical Inference Method for Interpreting the CLASP ObservationsOn 2015 September 3, the Chromospheric Lyman-Alpha SpectroPolarimeter (CLASP) successfully measured the linear polarization produced by scattering processes in the hydrogen Lyα line of the solar disk radiation, revealing conspicuous spatial variations in the Q/I and U/I signals. Via the Hanle effect, the line-center Q/I and U/I amplitudes encodeŠtěpán, J. et al.
Fecha de publicación:
92018 -
Optical alignment of the high-precision UV spectro-polarimeter (CLASP2)Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter (CLASP2) is our next sounding rocket experiment after the success of Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter (CLASP1). CLASP2 is scheduled to launch in 2019, and aims to achieve high precision measurements ( 0.1 %) of the linear and circular polarizations in the Mg ii h and k lines near the 280 nmSong, Donguk et al.
Fecha de publicación:
72018 -
Wavefront error measurements and alignment of CLASP2 telescope with a dual-band pass cold mirror coated primary mirror"Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter (CLASP2)" is the next sounding rocket experiment of the "Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter (CLASP)" that succeeded in observing for the first time the linear polarization spectra in the hydrogen Lyman-α line (121.6 nm) and is scheduled to be launched in 2019. In CLASP2, we will carry out fullYoshida, Masaki et al.
Fecha de publicación:
72018 -
MOLPOP-CEP: an exact, fast code for multi-level systemsWe present MOLPOP-CEP, a universal line transfer code that allows the exact calculation of multi-level line emission from a slab with variable physical conditions for any arbitrary atom or molecule for which atomic data exist. The code includes error control to achieve any desired level of accuracy, providing full confidence in its resultsAsensio Ramos, A. et al.
Fecha de publicación:
92018 -
Self-similar Approach for Rotating Magnetohydrodynamic Solar and Astrophysical StructuresRotating magnetic structures are common in astrophysics, from vortex tubes and tornadoes in the Sun all the way to jets in different astrophysical systems. The physics of these objects often combine inertial, magnetic, gas pressure, and gravitational terms. Also, they often show approximate symmetries that help simplify the otherwise ratherLuna, M. et al.
Fecha de publicación:
82018
