¿Por qué ocurren las manchas solares?

El efecto Zeeman

Las manchas solares en la piel son el resultado de la adición de algo a la piel, la adición de un pigmento llamado melanina. En realidad, ya lo tienes, es solo que hay más amontonados en lugares donde las manchas solares les gusta desarrollarse, como el dorso de la mano de una persona. Las manchas solares en el sol, por otro lado, son el resultado de la falta de algo, la inhibición del proceso de convección, que normalmente transfiere calor a la superficie del sol.

Para nuestra lección, una mancha solar es una región relativamente oscura de forma irregular de la fotosfera con una temperatura más baja que las otras partes de la fotosfera, que es la parte de la atmósfera solar que es la superficie brillante del sol.

Los astrónomos pueden medir el campo magnético del sol gracias al efecto Zeeman , la división de una línea espectral emitida por un átomo en dos o más líneas separadas, debido a la presencia de un campo magnético. Una línea espectral es simplemente una pista, como una huella digital, de la composición química de un gas. Cuanto mayor sea el campo magnético, mayor será la separación de las líneas de división.

Al examinar los espectros de diferentes áreas de la fotosfera, los astrónomos pueden averiguar la fuerza del campo magnético en un área específica, así como la polaridad de esa región , que en el caso de esta lección es la orientación del campo magnético (norte o sur), como un imán. Dichos exámenes han revelado que los grupos de manchas solares tienen campos magnéticos muy fuertes con áreas de polaridad norte y sur. Estos grandes campos magnéticos inhiben el proceso de calentamiento de la convección justo debajo de las manchas solares.

Imagina una olla con agua hirviendo. Las burbujas son las regiones de agua caliente que se elevan hacia la superficie más fría. Al mismo tiempo, el agua más fría se hunde hasta el fondo para ser calentada de modo que pueda subir a la superficie como burbujas de agua caliente más adelante. Eso es convección para ti.

Plasma y campos magnéticos

Sin embargo, el fluido que forma la atmósfera solar y se somete a convección no es agua, es gas. Técnicamente, la atmósfera solar contiene átomos ionizados y, por lo tanto, es un tipo especial de sustancia gaseosa llamada plasma , gas ionizado, compuesto de iones y electrones cargados eléctricamente y que se mueven libremente.

Estos objetos cargados eléctricamente son fácilmente desviados por los campos magnéticos del sol, como dos imanes con los mismos polos uno frente al otro que se empujan entre sí.

Recuerde que los campos magnéticos son muy fuertes donde se encuentran las manchas solares. Por lo tanto, cuando el plasma caliente se eleva desde el interior del sol a la superficie, gracias a la convección, ¡simplemente se aleja! Esto hace que esas áreas se vuelvan más frías y más tenues que el resto de la fotosfera que, por definición, es exactamente lo que son las manchas solares.

El calor que se desvía emerge alrededor de la mancha solar, y esto es detectable con imágenes ultravioleta e infrarroja.

El ciclo solar

El ciclo de manchas solares , un aumento y una disminución regulares en el número de manchas en el sol, es un ciclo de 11 años en el que hay un aumento en el número promedio de manchas solares hasta un máximo de manchas solares y luego una disminución hasta un mínimo de manchas solares antes de elevarse a un máximo. máximo de nuevo. Este ciclo está relacionado con las polaridades magnéticas de los grupos de manchas solares.

Un grupo de manchas solares se mueve con la rotación del sol, y las manchas solares al frente, como la locomotora de un tren, son los miembros precedentes, mientras que las que se mueven detrás de ellas, como los vagones, son los siguientes miembros. Durante un ciclo de manchas solares, los miembros precedentes en un hemisferio tienen una polaridad, mientras que los miembros precedentes en el otro hemisferio tienen la opuesta. Lo mismo ocurre con los siguientes miembros.

En el próximo ciclo de manchas solares de 11 años, estas polaridades cambian, según su pantalla. Después de eso, en el ciclo de las manchas solares, las polaridades vuelven a su estado “original”, por lo que el ciclo magnético de 22 años del sol, el ciclo solar , contiene dos ciclos de manchas solares de 11 años.

Las manchas solares cambian de polaridad cada ciclo de 11 años

Resumen de la lección

Una mancha solar es una región de la fotosfera relativamente oscura y de forma irregular con una temperatura más baja que las otras partes de la fotosfera. La fotosfera es una parte de la atmósfera solar, que está compuesta de una sustancia llamada plasma , que es gas ionizado, hecho de iones cargados positivamente y en movimiento libre y electrones cargados negativamente.

Los astrónomos pueden medir el campo magnético del sol, incluidas las manchas solares, gracias al efecto Zeeman , la división de una línea espectral emitida por un átomo en dos o más líneas separadas, debido a la presencia de un campo magnético. Cuanto mayor sea el campo magnético, mayor será la separación de las líneas de división.

Los campos magnéticos tienen polaridades. La polaridad es la orientación del campo magnético (norte o sur). Se ha demostrado que los grupos de manchas solares tienen áreas de polaridad norte y sur que se someten a un ciclo magnético del sol de 22 años, el ciclo solar , que contiene dos ciclos de manchas solares de 11 años.

El ciclo de las manchas solares es un aumento y una disminución regulares del número de manchas solares.

Los resultados del aprendizaje

El proceso de completar esta lección podría fortalecer su capacidad para:

• Indique lo que significa la presencia de manchas solares.
• Explicar el efecto Zeeman y comprender cómo lo usan los científicos para estudiar las manchas solares.
• Definir plasma y discutir las polaridades dentro de los campos magnéticos.
• Describir el ciclo de las manchas solares y su conexión con el ciclo solar.