Físicos que trabajan en plasmas espaciales han ideado el uso de la nave Ulysses y el mínimo solar para crear lo que sería una especie de laboratorio masivo virtual, único para investigar los aspectos científicos de los flujos turbulentos.Izquierda: La sonda Ulysses durante su primer perihelio de 1995. Crédito: NASA/JPL.
Los investigadores tienen un modelo matemático ideal de la turbulencia en fluídos (ideal, porque el modelo es de un flujo infinitamente grande). También fueron capaces de medir cómo se desarrollan esas turbulencias al medir cómo ese flujo de material turbulento fluctúa mientras cruza o golpea una pared en pequeñas cajas confinadas dentro del laboratorio.
Aunque, hasta ahora, los investigadores no han tenido acceso a un medio de llevar a cabo experimentos a una escala mayor para comprobar la turbulencia ideal.
Sin embargo, los astrofísicos de plasma de la Universidad de Warwich, la Profesora Sandra Chapman y la Dra. Ruth Nicol han encontrado una solución para llenar esa brecha experimental usando la nave Ulysses y dos mínimos solares para mapear la turbulencia en las energías de la turbulencia del viento solar -un flujo magnetohidrodinámico (MHD, por sus siglas en inglés).
Usualmente el "ruido" de erupciones violentas en el Sol interfieren el flujo turbulento. Los controladores de Ulysses habían hecho pasar a la nave por encima de cada polo solar durante dos mínimos solares diferentes haciendo posible no sólo la adquisición de daos, sino también poder comparar dos niveles de energia diferentes en un flujo turbulento.
El nivel de turbulencia es bajo, por un factor de 2 en el mínimo solar más reciente comparado con el anterior.
La nave fue capaz de registrar el estado de los flujos turbulentos que avanzan a más de 750 km/s a una distancia de 2,83 Unidades Astronómicas del Sol (una UA es la distancia media que separa a la Tierra del Sol: 149.600.000 km., aprox.).
Esto a su vez permitió que la nave registrara la turbulencia en desarrollo mientras fluía hacia la posición del satélite, la cual se convirtió en un vertedero en el espacio creando una caja confinada de laboratorio virtual para comprobar el desarrollo de los fluídos en el tiempo, pero con una caja confinada que tiene un tamaño de más de 320 millones de kilómetros.
La nave orbitó sobre los polos solares en dos mínimos solares con claras diferencias en los niveles de energía que podrían haber creado dos formas muy diferentes de turbulencias en desarrollo en el viento solar.
Sin embargo, los investigadores se sorprendieron al encontrar claras similitudes en las mediciones de los dos vientos solares "diferentes" en cada uno de los mínimos solares, a pesar del hecho que había una diferencia significativa en los niveles de energía del viento solar durante los dos mínimos solares diferentes (la densidad de plasma 17% más baja y una baja del 15% del campo magnético en el último mínimo solar).
Los investigadores encontraron que en todos los pasos polares, la evolución de la turbulencia en el viento solar estaba gobernada por la misma función de escala general, no importa cuánta energía se halle en el sistema. Esto sugiere que hay una propiedad básica universal que gobierna la evolución de la turbulencia magnetohidrodinámica en distancias finitas -en este caso la distancia finita de más de 320 millones de kilómetros.
La Profesora Sandra Chapman dijo también "Estos resultados no sólo son una interesante pieza de la astrofísica o investigación de la turbulencia debido a que el trabajo ha sido producido en el Centro para la Fusión, el Espacio y la Astrofísica de la Universidad de Warwick y los resultados han llamado la atención inmediata de nuestros colegas interesados en cómo evoluciona la turbulencia en plasmas confinados a la Tierra -lo cual un día generará energía de fusión. La turbulencia es un gran problema para los colegas interesados en mantener el plasma caliente confinado lo suficiente como para que la ignición tenga lugar para generar energía de fusión y esto puede darle a esos colegas algunos conocimientos nuevos y valiosos."
Más información:
Artículo en la Universidad de Warwick
Página de la Misión Ulysses
Fuente: Universidad de Warwick.
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