Una llamarada solar es un destello repentino de mayor brillo en el Sol , generalmente observado cerca de su superficie y muy cerca de un grupo de manchas solares . Los brotes potentes a menudo, pero no siempre, van acompañados de una eyección de masa coronal . Incluso las erupciones más poderosas son apenas detectables en la irradiancia solar total (la "constante solar"). [1]
Las erupciones solares ocurren en un espectro de magnitudes de ley de potencia ; una liberación de energía de típicamente 10 20 julios de energía es suficiente para producir un evento claramente observable, mientras que un evento importante puede emitir hasta 10 25 julios. [2]
Las bengalas están estrechamente asociados con la eyección de plasmas y partículas a través de la Sun 's corona en el espacio exterior ; las bengalas también emiten copiosamente ondas de radio . Si la eyección está en la dirección de la Tierra, las partículas asociadas con esta perturbación pueden penetrar en la atmósfera superior (la ionosfera ) y causar auroras brillantes , e incluso pueden interrumpir la comunicación por radio de largo alcance. Por lo general, la eyección de plasma solar tarda días en llegar a la Tierra . [3] Las llamaradas también ocurren en otras estrellas, donde se aplica el término llamarada estelar . Las partículas de alta energía, que pueden ser relativistas , pueden llegar casi simultáneamente con las radiaciones electromagnéticas.
Descripción
Las erupciones solares afectan todas las capas de la atmósfera solar ( fotosfera , cromosfera y corona ). El medio de plasma se calienta a decenas de millones de kelvin , mientras que los electrones , protones e iones más pesados se aceleran hasta cerca de la velocidad de la luz . Las llamaradas producen radiación electromagnética a través del espectro electromagnético en todas las longitudes de onda , desde ondas de radio hasta rayos gamma . La mayor parte de la energía se distribuye en frecuencias fuera del rango visual, por lo que la mayoría de las llamaradas no son visibles a simple vista y deben observarse con instrumentos especiales. Las llamaradas ocurren en regiones activas alrededor de las manchas solares , donde campos magnéticos intensos penetran en la fotosfera para vincular la corona con el interior solar. Las bengalas son impulsadas por la liberación repentina (escalas de tiempo de minutos a decenas de minutos) de energía magnética almacenada en la corona. Las mismas liberaciones de energía pueden producir eyecciones de masa coronal (CME), aunque todavía no se comprende bien la relación entre las CME y los brotes.
Los rayos X y la radiación ultravioleta emitidos por las erupciones solares pueden afectar la ionosfera de la Tierra e interrumpir las comunicaciones de radio de largo alcance. La emisión de radio directa en longitudes de onda decimétricas puede perturbar el funcionamiento de los radares y otros dispositivos que utilizan esas frecuencias.
Las erupciones solares fueron observadas por primera vez en el Sol por Richard Christopher Carrington e independientemente por Richard Hodgson en 1859 [4] como brillos visibles localizados de pequeñas áreas dentro de un grupo de manchas solares. Las llamaradas estelares se pueden inferir observando las curvas de luz producidas por el telescopio o los datos satelitales de una variedad de otras estrellas.
La frecuencia de aparición de erupciones solares varía, desde varias por día cuando el Sol está particularmente "activo" hasta menos de una cada semana cuando el Sol está "inactivo", siguiendo el ciclo de 11 años (el ciclo solar ). Los brotes grandes son menos frecuentes que los más pequeños.
Causa
Las llamaradas ocurren cuando las partículas cargadas aceleradas, principalmente electrones, interactúan con el medio plasmático . La evidencia sugiere que el fenómeno de la reconexión magnética conduce a esta copiosa aceleración de partículas cargadas. [5] En el Sol, la reconexión magnética puede ocurrir en las arcadas solares - una serie de bucles que ocurren muy cerca siguiendo líneas magnéticas de fuerza. Estas líneas de fuerza se reconectan rápidamente en una arcada inferior de bucles dejando una hélice de campo magnético desconectada del resto de la arcada. La repentina liberación de energía en esta reconexión es el origen de la aceleración de las partículas. El campo helicoidal magnético desconectado y el material que contiene pueden expandirse violentamente hacia afuera formando una eyección de masa coronal. [6] Esto también explica por qué las erupciones solares normalmente surgen de regiones activas en el Sol donde los campos magnéticos son mucho más fuertes.
Aunque existe un acuerdo general sobre la fuente de energía de una llamarada, los mecanismos involucrados aún no se comprenden bien. No está claro cómo la energía magnética se transforma en la energía cinética de las partículas, ni se sabe cómo algunas partículas pueden acelerarse al rango de GeV (10 9 electronvoltios ) y más. También hay algunas inconsistencias con respecto al número total de partículas aceleradas, que a veces parece ser mayor que el número total en el bucle coronal. Los científicos no pueden pronosticar las erupciones. [ cita requerida ]