Turbulencias en el viento solar y las magnetosferas planetarias
A gran escala, el viento solar que emana del Sol en todas direcciones a velocidades que, a menudo, superan los 400 km/s, se describe utilizando la magnetohidrodinámica. Esta compleja descripción debe incluir los procesos colectivos y disipativos, en los cuales se transfiere energía de las escalas mayores a las menores. Cómo se desarrollan las turbulencias y finaliza la cascada de energía y cómo se reparte la energía entre las escalas mayores y menores eran algunas de las preguntas abiertas que se pretendía abordar durante el proyecto STORM (Solar system plasma turbulence: Observations, intermittency and multifractals). Las respuestas son esenciales para comprender los procesos de aceleración de partículas y calentamiento de plasmas en la corona solar y el viento solar, así como en otros plasmas que se observan en la astrofísica. Las observaciones realizadas por astronaves europeas, como Ulises sobre el viento solar y Cluster y Venus Express sobre entornos de plasmas planetarios, aportaron información valiosa sobre las fluctuaciones del plasma y los campos que describen el estado turbulento de la materia ionizada en el sistema solar. Mediante distintos enfoques, los científicos de STORM analizaron la estructura y la topología de estas fluctuaciones en distintas regiones del sistema solar. Además del viento solar, estudiaron las turbulencias que se desarrollan en la interfaz entre la magnetosfera de Venus, la Tierra y Saturno con el viento solar. Las mediciones en función del tiempo con alta resolución realizadas sobre el plasma y el campo magnético de los satélites Cluster, Venus Express, Giotto y Cassini ofrecieron la posibilidad de estudiar el viento solar a las escalas más pequeñas jamás alcanzadas. Además, se pudieron probar modelos avanzados basados en un enfoque estadístico, como la geometría (multi)fractal, de forma creativa para aportar información nueva sobre procesos universales como las turbulencias. Uno de los frutos más importantes de STORM es una biblioteca de software para el análisis de datos no lineales que reúne métodos capaces de sacar a relucir la estructura de las turbulencias. Incluye métodos diversos, desde el análisis de orden menor, como el análisis de densidad espectral de potencia, hasta análisis de orden mayor, como las funciones de distribución de probabilidad y los multifractales. Se trata de una herramienta versátil que admite una amplia variedad de datos, tanto sintéticos como procedentes de astronaves. Las herramientas de análisis de datos se pueden descargar gratuitamente del sitio web del proyecto y se pueden utilizar eficazmente para analizar series temporales, tanto procedentes de las bases de datos de STORM como de otras misiones espaciales, pasadas, actuales e incluso futuras. Los resultados científicos obtenidos en transcurso de STORM contribuyeron a trazar una imagen más completa de las turbulencias en los plasmas en el sistema solar. Toda la información nueva proporcionada sobre las turbulencias en el viento solar y las magnetosferas planetarias abrirá nuevos caminos de analizar retos sociales como el clima espacial o el comportamiento inestable de los plasmas en las centrales eléctricas de fusión.
Palabras clave
Turbulencia, viento solar, turbulencias en plasmas, magnetohidrodinámica, STORM, multifractales
