Por qué el viento solar sopla caliente y frío

Uno de los mayores enigmas del viento solar es porque ciertos iones en dicho viento están más calientes que otros. La temperatura de los iones de helio, es de media cinco veces mayor que la de los iones de hidrógeno. Ahora, un grupo de científicos han presentado un modelo que demuestra como ciertas ondas de plasma, llamas ondas ciclotrón de iones, calentarán preferencialmente iones más pesados viajando por debajo de un umbral de velocidad.

El viento solar consta de electrones, protones (iones de hidrógeno) y un pequeño puñado de iones pesados. Este plasma es extremadamente fino, con apenas 40 iones por cucharadita a una distancia orbital de la Tierra desde el Sol. Y aún así, el viento está por encima de 100,000 kelvin, como se deduce de la velocidad de distribución de los protones. La causa de estas altas temperaturas es desconocida, pero entre los posibles candidatos se incluyen una variedad de ondas de plasma, las cuales son fluctuaciones en la distribución de partículas cargadas.

Las ondas ciclotron de iones son ondas de plasma que corresponden a oscilaciones en el movimiento circular de iones alrededor de un campo magnético. Trabajos previos examinaron como estas ondas podrían calentar el viento solar, pero el modelo presentado en la investigación actual demuestra como este calentamiento puede ser selectivo a nivel atómico. El modelo está basado en la constatación de que el calor que se transfiere desde las ondas a los iones es más fuerte cuando un ión puede interactuar resonantemente con ondas moviéndose adelante y atrás respecto al viento. Esto excluye tanto a los iones de hidrógeno como a los que se mueven más rápido que las ondas que avanzan hacia adelante. Las predicciones de la teoría acerca de las temperaturas de iones y anisotropías de temperatura (iones más calientes moviéndose perpendicularmente al campo magnético) concuerdan con una compilación de 17 años de datos acerca del viento solar.

Via physics.aps