Física Solar

    El Sol constituye un laboratorio de física con complejas interacciones entre su plasma, conductor eléctrico, y su fuerte campo magnético en condiciones que no pueden ser reproducidas en un laboratorio terrestre.

    Está surgiendo un nuevo paradigma que plantea que la atmósfera solar está conectada mediante el campo magnético del interior solar a la corona exterior; incluye además heliosismología local detallada de las manchas solares, de las fáculas y de otras estructuras magnéticas. El grupo de Física Solar del IAC ostenta una posición preeminente en la investigación del Sol en el marco de este paradigma global, como pone de manifiesto su papel en proyectos líderes como el Telescopio Solar Europeo, la misión de la ESA Solar Orbiter o el Espectropolarímetro Cromosférico Ly-alpha de NASA-JAXA-IAC (CLASP) y su liderazgo de la red europea SOLARNET.

    La experiencia investigadora del grupo lo coloca a la cabeza de la investigación internacional y en los próximos años trabajará en el estudio del proceso por el que los campos magnéticos emergen desde el interior del Sol atravesando la superficie hasta alcanzar la parte superior de la atmósfera solar, liberando en el proceso parte de su energía y generando una compleja interacción con el medio que atraviesa. La experiencia del IAC en el desarrollo de instrumentación polarimétrica (TIP & LPSP, Sunrise, EST, Solar Orbiter), en el desarrollo y la aplicación de técnicas de diagnóstico para el estudio de plasmas magnetizados y en el desarrollo de modelos tridimensionales numéricos de radiación-MHD ha convertido al equipo en uno de los más competitivos y científicamente preparados del mundo.

    El objetivo principal es comprender cómo los campos magnéticos emergen del interior solar a través de la superficie y ascienden a la atmósfera superior, dejando su huella de interacción compleja y liberando parte de su energía al medio.

    Objetivos específicos 2020-2023:

    • Producir modelos realistas uni-, bi- y tridimensionales de los procesos magnéticos, dinámicos y radiativos clave en la atmósfera solar y en la zona de convección utilizando instalaciones informáticas masivamente paralelas, con el fin de comprender la física subyacente a las estructuras y procesos solares mediante modelos teóricos adecuados.
    • Llevar a cabo una modelización prospectiva a partir de simulaciones numéricas para salvar la distancia entre la observación y la teoría, teniendo en cuenta todos los mecanismos físicos que producen la polarización en las líneas espectrales solares.
    • Desarrollar nuevos métodos de diagnóstico y códigos de inversión. Junto con las herramientas de inferencia bayesiana, daremos un paso importante en la calidad de la información extraída de las observaciones.
    • Apoyar los proyectos espaciales (por ejemplo, CLASP, Solar Orbiter, Sunrise3) mediante nuevos desarrollos en las observaciones y la teoría, incluyendo el modelado de las observaciones espectropolarimétricas ultravioletas de CLASP2 para estudiar el magnetismo de la cromosfera solar superior.
    • Ampliar nuestra comprensión de la física del Sol tendiendo un puente entre los conocimientos reunidos a partir de las observaciones solares y la modelización, y la diversidad de las estrellas.

    Para ver los objetivos específicos anteriores, visite: web SO-IAC 2016-2019

    Coordinador
    Representante Científico de las Líneas de Investigación del Programa Severo Ochoa en el IAC
    Representante Científico de las Líneas de Investigación del Programa Severo Ochoa en el IAC
    Personal
    Miembro
    Miembro
    Miembro

    Resultados científicos 2020-2023:

    • Cartografía del campo magnético oculto del Sol en calma. Más del 99% de la superficie visible del Sol está llena de un magnetismo enmarañado y sin resolver. Se cree que estos campos "ocultos" almacenan suficiente energía magnética como para desempeñar un papel en el calentamiento de la atmósfera exterior del Sol, pero su intensidad de campo sigue estando mal delimitada. Este estudio muestra que es posible combinar simulaciones magnetohidrodinámicas e inversiones multilínea para inferir la intensidad media del campo del Sol en calma. Los resultados revelan que la distribución espacial del campo está fuertemente correlacionada con los movimientos convectivos y que la magnetización media es de unos 46 G. Trelles-Arjona, Martínez-González, and Ruiz Cobo. 2021, ApJL 915, L20.
       
    • Exploración de la atmósfera superior del Sol con redes neuronales. Hemos desarrollado un procedimiento de inversión, basado en redes neuronales artificiales, diseñado para espectropolarímetros solares de alta resolución, como los de Hinode y el DKIST. Las redes se entrenan con perfiles generados a partir de estratificaciones atmosféricas aleatorias para obtener una alta capacidad de generalización. Cuando se aplican a los datos de Hinode, encontramos una estructura de red caliente a escala fina cuya morfología cambia con la altura. Los aumentos de temperatura en la fotosfera media y superior tienen un patrón inverso. También encontramos arcos calientes en el lado del limbo de los poros magnéticos. Los interpretamos como la primera prueba observacional directa del efecto "muro caliente", que es una predicción de los modelos teóricos de la década de 1970. Socas-Navarro & Asensio Ramos. 2021, A&A 652, A78.
       
    • Cartografía de los campos magnéticos solares desde la fotosfera hasta la base de la corona. En el marco de la colaboración internacional CLASP, se han obtenido observaciones espectropolarimétricas sin precedentes de una playa solar activa y de su red mejorada circundante. Muestran la polarización circular en las líneas ultravioleta (Mg ii h y k y Mn i) y visible (Fe i). Han permitido inferir el campo magnético longitudinal desde la fotosfera hasta la cromosfera superior. En la parte superior de la cromosfera de la playa solar, las intensidades de campo alcanzan más de 300 G. Esta cartografía única muestra cómo el campo magnético acopla las diferentes capas atmosféricas y revela el origen magnético del calentamiento en la cromosfera de la playa solar. Ishikawa et al. 2021, Sci. Adv. 2021, 7, eabe8406: incluye a Trujillo-Bueno, del Pino Alemán y Asensio Ramos.

    Resultados científicos 2016-2019

    Resultados científicos 2012-2015

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