Simulación fluidodinámica del flujo partículas en un plasma durante una fulguración solar

Abstract

Las fulguraciones solares (FS) son grandes liberaciones de energía producto de la reconexión magnética de estructuras magnéticas en el sol (prominencias), estos eventos son altamente peligrosos para la humanidad y no todos han sido estudiados, es decir no se conoce el origen o causa de cada evento. Como ocurre en nuestra investigación, donde el problema de estudio fue encontrar: que estructura magnética y condiciones iniciales del plasma, generan el inicio de la etapa de liberación de energía de la fulguración solar (reconexión magnética) M4.4 del 8 de marzo del 2011, usando un enfoque MHD. Ante lo expuesto, se plantea como hipótesis que la reconexión magnética en los campos magnéticos de la prominencia (cuerda de flujo) de la fulguración solar de estudio (seleccionada de NOAA 2010-2019), se produce debido a la presencia de un flujo emergente y las diversas condiciones iniciales de presión y resistividad elegidas. Para validar la hipótesis se diseñó un modelo numérico 2D, En PLUTO considerando el flujo emergente y las condiciones iniciales de plasma y campo magnético (extraídos de AIA/SDO), en tres escenarios de simulación con presión inicial (0.5 Pa,1.5 Pa y 2.0 Pa) y resistividad (0.02 Ω. m,0.04 Ω. m y 0.05 Ω. m). Logrando replicar la evolución cinemática de la cuerda de flujo y la reconexión magnética observada (AIA/SDO) en los tres escenarios, calculando un error en los tiempos de reconexión de 0, 3.3 % y 7.7 %, identificando tres marcadas etapas: cuasi estática, reconexión magnética y post- reconexión magnética. Además, se obtuvieron los perfiles de presión, densidad, temperatura y velocidad del plasma, obteniendo un error alto de la velocidad real y observacional, por lo que se concluye que la hipótesis planteada logra explicar el origen de reconexión magnética en la cuerda de flujo, pero no por completo la evolución cinemática debido a ciertas limitaciones (capítulo 6, ítem 6.11). La metodología, estuvo compuesta por los siguientes pasos: recolección de datos, selección y descripción de evento, selección de software, modelo numérico y análisis de resultados. En forma particular la presente Tesis propone un enfoque MHD en la fulguración solar de estudio, además la investigación se sumará a otras de la misma línea, para construir un modelo de pronóstico que menguará los efectos de FS en el sector energía, comunicaciones, salud, etc.