Magnetismo, Polarización y Transferencia Radiativa en Astrofísica

    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.

    Investigador principal
    1. 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.
    2. 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.
    3. 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.
    4. 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.
    5. 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.

    Publicaciones relacionadas

    • Solar-cycle and Latitude Variations in the Internetwork Magnetism

      The importance of the quiet-Sun magnetism is that it is always there to a greater or lesser extent, being a constant provider of energy, independently of the solar cycle phase. The open questions about the quiet-Sun magnetism include those related to its origin. Most people claim that the local dynamo action is the mechanism that causes it. This

      Trelles Arjona, J. C. et al.

      Fecha de publicación:

      2
      2023
      Número de citas
      0
    • Formation of the Mg II h and k Polarization Profiles in a Solar Plage Model and Their Suitability to Infer Magnetic Fields

      The Mg II h and k lines are among the strongest in the near-ultraviolet solar spectrum and their line core originates in the upper chromosphere, just below the transition region. Consequently, they have become one of the main targets for investigating the magnetism of the upper solar atmosphere. The recent Chromospheric Layer Spectropolarimeter

      Afonso Delgado, David et al.

      Fecha de publicación:

      1
      2023
      Número de citas
      5
    • Towards the Identification and Classification of Solar Granulation Structures Using Semantic Segmentation

      Solar granulation is the visible signature of convective cells at the solar surface. The granulation cellular pattern observed in the continuum intensity images is characterised by diverse structures e.g., bright individual granules of hot rising gas or dark intergranular lanes. Recently, the access to new instrumentation capabilities has given us

      Díaz Castillo, S. M. et al.

      Fecha de publicación:

      6
      2022
      Número de citas
      1
    • Polarimetric characterization of segmented mirrors

      We study the impact of the loss of axial symmetry around the optical axis on the polarimetric properties of a telescope with segmented primary mirror when each segment is present in a different aging stage. The different oxidation stage of each segment as they are substituted in time leads to non-negligible crosstalk terms. This effect is

      Collados, M. et al.

      Fecha de publicación:

      6
      2022
      Número de citas
      1
    • Ultraviolet spectropolarimetry with Polstar: using Polstar to test magnetospheric mass-loss quenching

      Polstar is a proposed NASA MIDEX space telescope that will provide high-resolution, simultaneous full-Stokes spectropolarimetry in the far ultraviolet, together with low-resolution linear polarimetry in the near ultraviolet. This observatory offers unprecedented capabilities to obtain unique information on the magnetic and plasma properties of the

      Shultz, M. E. et al.

      Fecha de publicación:

      12
      2022
      Número de citas
      5
    • Ultraviolet spectropolarimetry: investigating stellar magnetic field diagnostics

      Magnetic fields are important for stellar photospheres and magnetospheres, influencing photospheric physics and sculpting stellar winds. Observations of stellar magnetic fields are typically made in the visible, although infrared observations are becoming common. Here we consider the possibility of directly detecting magnetic fields at ultraviolet

      Folsom, C. P. et al.

      Fecha de publicación:

      12
      2022
      Número de citas
      4
    • The Circular Polarization of the Mn 1 Resonance Lines around 280 nm for Exploring Chromospheric Magnetism

      We study the circular polarization of the Mn I resonance lines at 279.56, 279.91, and 280.19 nm (hereafter, UV multiplet) by means of radiative transfer modeling. In 2019, the CLASP2 mission obtained unprecedented spectropolarimetric data in a region of the solar ultraviolet including the Mg II h and k resonance lines and two lines of a subordinate

      del Pino Alemán, Tanausú et al.

      Fecha de publicación:

      11
      2022
      Número de citas
      4
    • The polarization signals of the solar K I D lines and their magnetic sensitivity

      Aims: This work aims to identify the relevant physical processes in shaping the intensity and polarization patterns of the solar K I D lines through spectral syntheses, placing particular emphasis on the D 2 line. Methods: The theoretical Stokes profiles were obtained by numerically solving the radiative transfer problem for polarized radiation

      Alsina Ballester, E.

      Fecha de publicación:

      10
      2022
      Número de citas
      4
    • Polarization Accuracy Verification of the Chromospheric LAyer SpectroPolarimeter

      We have developed an advanced UV spectropolarimeter called Chromospheric LAyer SpectroPolarimeter (CLASP2), aimed at achieving very high accuracy measurements (<0.1% at 3 σ ) of the linear (Q /I and U /I ) and circular (V /I ) polarizations of the Mg II h and k lines (280 nm). CLASP2 was launched on board a NASA sounding rocket on April 11, 2019

      Song, Donguk et al.

      Fecha de publicación:

      10
      2022
      Número de citas
      3
    • Evidence of a flare ignited above a low-latitude spotted active region in the ultrafast rotator HK Aqr

      We study the magnetic activity in the ultrafast rotator dMe HK Aqr using tomography techniques with high-resolution spectroscopy. We aim to characterize how this magnetic activity appears in a regime of very fast rotation without external forces, given that HK Aqr is, very likely, a single star. We find dark spots located at low latitudes. We also

      Martínez González, María Jesús et al.

      Fecha de publicación:

      11
      2022
      Número de citas
      1
    • Magnetic Field Diagnostics in the Solar Upper Atmosphere

      The magnetic field is the main driver of the activity in the solar upper atmosphere, but its measurement is notoriously difficult. In order to determine the magnetic field in the chromosphere, transition region, and corona, we need to measure and interpret the polarization signals that the scattering of anisotropic radiation and the Hanle and

      Trujillo Bueno, J. et al.

      Fecha de publicación:

      8
      2022
      Número de citas
      20
    • Effects of Spectral Resolution on Simple Magnetic Field Diagnostics of the Mg II H and K Lines

      We study the effects of finite spectral resolution on the magnetic field values retrieved through the weak-field approximation (WFA) from the cores of the Mg II h and k lines. The retrieval of the line-of-sight component of the magnetic field, B LOS, from synthetic spectra generated in a uniformly magnetized FAL-C atmosphere is accurate when

      Centeno, Rebecca et al.

      Fecha de publicación:

      9
      2022
      Número de citas
      3
    • Influence of Thomson Electron Scattering Redistribution on Spectral Line Polarization Formed in Spherically Symmetric Extended and Expanding Atmospheres

      Scattering of line photons by ambient electrons in thermal motion in the stellar atmosphere modifies the wings of both intensity and linear polarization profiles of the spectral lines. The aim of the present paper is to investigate in detail the influence of Thomson electron scattering redistribution on resonance line polarization formed in

      Sampoorna, M. et al.

      Fecha de publicación:

      9
      2022
      Número de citas
      1
    • Quiet Sun Center to Limb Variation of the Linear Polarization Observed by CLASP2 Across the Mg II h and k Lines

      The CLASP2 (Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter 2) sounding rocket mission was launched on 2019 April 11. CLASP2 measured the four Stokes parameters of the Mg II h and k spectral region around 2800 Å along a 200″ slit at three locations on the solar disk, achieving the first spatially and spectrally resolved observations of the solar

      Rachmeler, L. A. et al.

      Fecha de publicación:

      9
      2022
      Número de citas
      13
    • The transfer of polarized radiation in resonance lines with partial frequency redistribution, J-state interference, and arbitrary magnetic fields. A radiative transfer code and useful approximations

      Aims: We present the theoretical framework and numerical methods we have implemented to solve the problem of the generation and transfer of polarized radiation in spectral lines without assuming local thermodynamical equilibrium, while accounting for scattering polarization, partial frequency redistribution (due to both the Doppler effect and

      Alsina Ballester, E. et al.

      Fecha de publicación:

      8
      2022
      Número de citas
      11
    • TIC: A Stokes Inversion Code for Scattering Polarization with Partial Frequency Redistribution and Arbitrary Magnetic Fields

      We present the Tenerife Inversion Code (TIC), which has been developed to infer the magnetic and plasma properties of the solar chromosphere and transition region via full Stokes inversion of polarized spectral lines. The code is based on the HanleRT forward engine, which takes into account many of the physical mechanisms that are critical for a

      Li, H. et al.

      Fecha de publicación:

      7
      2022
      Número de citas
      14
    • Detection of Flare-induced Plasma Flows in the Corona of EV Lac with X-Ray Spectroscopy

      Stellar flares are characterized by sudden enhancement of electromagnetic radiation from the atmospheres of stars. Compared to their solar counterparts, our knowledge on the coronal plasma dynamics of stellar flares and their connection to coronal mass ejections remains very limited. With time-resolved high-resolution spectroscopic observations

      Chen, Hechao et al.

      Fecha de publicación:

      7
      2022
      Número de citas
      12
    • Searching for technosignatures in exoplanetary systems with current and future missions

      Technosignatures refer to observational manifestations of technology that could be detected through astronomical means. Most previous searches for technosignatures have focused on searches for radio signals, but many current and future observing facilities could also constrain the prevalence of some non-radio technosignatures. This search could

      Haqq-Misra, Jacob et al.

      Fecha de publicación:

      9
      2022
      Número de citas
      7
    • Accelerating Non-LTE Synthesis and Inversions with Graph Networks

      The computational cost of fast non-LTE synthesis is one of the challenges that limits the development of 2D and 3D inversion codes. It also makes the interpretation of observations of lines formed in the chromosphere and transition region a slow and computationally costly process, which limits the inference of the physical properties on rather

      Vicente Arévalo, A. et al.

      Fecha de publicación:

      4
      2022
      Número de citas
      4
    • Spectropolarimetric observations of the solar atmosphere in the Hα 6563 Å line

      We present novel spectropolarimetric observations of the hydrogen Hα line taken with the Zürich Imaging Polarimeter (ZIMPOL) at the Gregory Coudé Telescope of the Istituto Ricerche Solari Locarno (IRSOL). The linear polarization is clearly dominated by the scattering of anisotropic radiation and the Hanle effect, while the circular polarization is

      Jaume Bestard, J. et al.

      Fecha de publicación:

      3
      2022
      Número de citas
      2

    Charlas relacionadas

    No se han encontrado charlas relacionadas.

    Congresos relacionados

    No se han encontrado congresos relacionados.