La utilidad del viento solar como laboratorio de turbulencias
Los flujos turbulentos del viento solar se producen a escalas físicas muy distintas que van del tamaño de planetas hasta el de las partículas subatómicas. La comprensión de estos sistemas de enorme dinamismo se complica por los efectos de cizalla que ejercen las velocidades elevada y lenta de los vientos solares, su expansión esférica y su compresibilidad. Mediante la combinación de todas estas observaciones en sistemas teóricos, el proyecto TURBOPLASMAS (Turbulent phenomena in space plasmas: Boosting observations, data analysis and numerical simulations) estudió las turbulencias con un nivel de detalle sin precedentes. El proyecto incluyó un plan de intercambio de personal investigador entre las seis instituciones participantes que fomentó la colaboración y las sinergias. Si bien cabría esperar un enfriamiento del viento solar tras abandonar el Sol y a medida que cruza el espacio interplanetario, las observaciones disponibles apuntan a que ocurre lo contrario. Los datos recabados apuntan a cantidades importantes de turbulencia en el viento solar y por tanto el equipo sospechó de la existencia de una «cascada de turbulencia» hacia escalas más pequeñas que sería la responsable de generar este calor. Antes del trabajo de TURBOPLASMAS no había sido posible identificar los procesos de disipación a escalas iónicas que harían desaparecer estas cascadas. Se compararon observaciones satelitales de alta resolución con simulaciones matemáticas para facilitar la interpretación de las firmas de estructuras coherentes como las capas de corriente y de estructuras magnéticas como los puntos de calentamiento del viento solar. Los miembros del equipo desarrollaron modelos teóricos con los que estudiar los efectos de las colisiones entre las partículas constituyentes del viento y determinar los mecanismos físicos que provocan el aumento de temperatura de las diversas especies de partículas. La reconexión magnética, el proceso por el que los campos magnéticos se conectan y desconectan, y liberan en el proceso enormes cantidades de energía, se produce de manera localizada como rasgo habitual de la propia turbulencia. Otros resultados destacados fueron la primera descripción de las propiedades a pequeña escala de las fluctuaciones en la densidad del viento solar, la inclusión de las partículas alfa en las simulaciones numéricas cinéticas de las turbulencias en las plasmas y la definición de escalas espaciotemporales pertinentes en las turbulencias del viento solar. El equipo del proyecto comparó además aspectos experimentales y teóricos de las turbulencias en los plasmas espaciales y del laboratorio. La turbulencia plasmática es uno de los principales escollos que se interponen al logro de un reactor de fusión eficiente en el que núcleos atómicos ligeros se fusionen para producir energía. Hasta ahora se han publicado en total 106 artículos científicos, incluyendo 11 artículos de revisión y 2 números especiales. Los resultados obtenidos brindan un apoyo crucial de cara a la próxima generación de misiones espaciales científicas y ya han servido para fortalecer una red transnacional de colaboraciones entre científicos de las distintas instituciones activas en este campo.
Palabras clave
Viento solar, turbulencias, TURBOPLASMAS, plasmas espaciales, observaciones vía satélite
