Cada imán tiene dos polos magnéticos, denominados, polo norte y polo sur, de manera que polos iguales se repelen y diferentes se atraen.
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| Fotografía Virutas de hierro en el seno de un campo magnético |
Puedes ver que las virutas se sitúan a lo largo de unas líneas que salen del polo norte del imán y van hacia el polo sur del mismo. Son las líneas del campo magnético.
Un campo magnético también se genera cuando tenemos una corriente eléctrica, es decir cuando tenemos cargas eléctricas que se mueven. Esto es lo que pasa en el Sol.
El Sol, al igual que todas las estrellas, está formado por gases. Esto hace que no se comporte como un sólido, sino como un fluido. Cuando un fluido rota, tiene una característica que lo distingue de los sólidos y es que diferentes partes de ese fluido rotan a diferentes velocidades (esto es debido a que la velocidad lineal, 𝑣, es proporcional a la velocidad angular, 𝑤, y al radio de rotación, 𝑟, a través de la ecuación 𝑣 = 𝑤 𝑥 r).
En el Sol, ocurre esto y provoca que en el ecuador, y las regiones cercanas, la velocidad sea mayor que en los polos, esto es lo que llamamos rotación diferencial. Esto es algo típico de las estrellas al ser cuerpos gaseosos, pero en el Sol esa rotación diferencial solo se produce hasta cierta profundidad: si dibujamos una trayectoria desde la superficie del Sol hasta su núcleo, a partir del 28% de ese camino se pierden las diferencias entre el ecuador y los polos y el Sol gira como si fuera un cuerpo sólido.
Para visualizarlo podríamos pensar en el Sol como una matrioska, esa muñeca rusa que contiene otra en su interior: la de dentro gira rígidamente cada veintiocho días, mientras que la de fuera anda más desordenada, con la cabeza y los pies girando cada treinta días y la barriga cada veintiséis. Los científicos creen que las fuerzas generadas por el “encontronazo” de ambos tipos de rotación constituyen el origen del magnetismo solar.
Por debajo de la fotosfera, el transporte de la energía y la radiación, que se genera en el núcleo a través de reacciones de fusión nuclear, se realiza de dos maneras:
En la zona más cercana al núcleo se encuentra una zona radiativa, en la que la energía se transporta por radiación, es decir, los fotones generados en las reacciones nucleares son absorbidos y reemitidos muchas veces, durante años (más de 100.000), hasta que llegan a la siguiente capa.
En la zona más cercana a la fotosfera, el transporte se realiza por convección en una zona llamada zona convectiva. En la zona convectiva, el transporte es turbulento e inhomogéneo.
La convección se produce porque cuando un fluido se calienta, sus moléculas se aceleran y su temperatura aumenta. Esto hace que la densidad disminuya y “pesen” menos por lo que ascienden. Al ascender, se enfría y las moléculas se desaceleran por lo que descienden.
En el Sol, el gas de la zona convectiva que está más cercano a la zona radiativa se calienta más, ya que la temperatura es mayor, y asciende. Cuando llega a la zona cercana a la fotosfera, más fría, el gas se enfría y vuelve a descender. Estos gases, que se están moviendo por convección, son eléctricamente conductores. Es decir, son cargas eléctricas que se están moviendo. Recordemos que el movimiento de cargas eléctricas genera un campo magnético. Consideremos el Sol como una dinamo.
La convección hace que las líneas de campo magnético, se orienten a través de los meridianos del Sol, es decir, generan un campo magnético poloidal que se orienta de norte a sur. Sin embargo, la rotación diferencial hace que, en las zonas más cercanas al ecuador del Sol, el campo magnético se deforme hasta que adquiere una forma toroidal (forma de rosquilla). Es decir, la rotación diferencial hace que el campo magnético se oriente en la dirección de los paralelos del Sol, de este a oeste.
Las fuerzas de Coriolis hacen que, cuando una gran masa se mueve en una dirección norte-sur en el seno de un cuerpo que está girando, debido a la rotación del cuerpo, esta se desvíe hacia el este o el oeste. En la tierra lo vemos a menudo cuando tenemos grandes tormentas y vemos que las nubes giran en sentido de las agujas del reloj si estamos en el hemisferio norte y contrario en el hemisferio sur.
En el Sol, ocurre esto y provoca que en el ecuador, y las regiones cercanas, la velocidad sea mayor que en los polos, esto es lo que llamamos rotación diferencial. Esto es algo típico de las estrellas al ser cuerpos gaseosos, pero en el Sol esa rotación diferencial solo se produce hasta cierta profundidad: si dibujamos una trayectoria desde la superficie del Sol hasta su núcleo, a partir del 28% de ese camino se pierden las diferencias entre el ecuador y los polos y el Sol gira como si fuera un cuerpo sólido.
Para visualizarlo podríamos pensar en el Sol como una matrioska, esa muñeca rusa que contiene otra en su interior: la de dentro gira rígidamente cada veintiocho días, mientras que la de fuera anda más desordenada, con la cabeza y los pies girando cada treinta días y la barriga cada veintiséis. Los científicos creen que las fuerzas generadas por el “encontronazo” de ambos tipos de rotación constituyen el origen del magnetismo solar.
Al mismo tiempo, el Sol no es una estructura homogénea, es decir, está formado por diferentes capas, desde el núcleo dónde se genera la energía, hasta las capas más externas como la fotosfera, que es la capa que vemos cuando miramos al Sol, la cromosfera y la corona.
Por debajo de la fotosfera, el transporte de la energía y la radiación, que se genera en el núcleo a través de reacciones de fusión nuclear, se realiza de dos maneras:
En la zona más cercana al núcleo se encuentra una zona radiativa, en la que la energía se transporta por radiación, es decir, los fotones generados en las reacciones nucleares son absorbidos y reemitidos muchas veces, durante años (más de 100.000), hasta que llegan a la siguiente capa.
En la zona más cercana a la fotosfera, el transporte se realiza por convección en una zona llamada zona convectiva. En la zona convectiva, el transporte es turbulento e inhomogéneo.
La convección se produce porque cuando un fluido se calienta, sus moléculas se aceleran y su temperatura aumenta. Esto hace que la densidad disminuya y “pesen” menos por lo que ascienden. Al ascender, se enfría y las moléculas se desaceleran por lo que descienden.
En el Sol, el gas de la zona convectiva que está más cercano a la zona radiativa se calienta más, ya que la temperatura es mayor, y asciende. Cuando llega a la zona cercana a la fotosfera, más fría, el gas se enfría y vuelve a descender. Estos gases, que se están moviendo por convección, son eléctricamente conductores. Es decir, son cargas eléctricas que se están moviendo. Recordemos que el movimiento de cargas eléctricas genera un campo magnético. Consideremos el Sol como una dinamo.
La convección hace que las líneas de campo magnético, se orienten a través de los meridianos del Sol, es decir, generan un campo magnético poloidal que se orienta de norte a sur. Sin embargo, la rotación diferencial hace que, en las zonas más cercanas al ecuador del Sol, el campo magnético se deforme hasta que adquiere una forma toroidal (forma de rosquilla). Es decir, la rotación diferencial hace que el campo magnético se oriente en la dirección de los paralelos del Sol, de este a oeste.
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| Explicación de cómo se genera la rotación diferencial del Sol a lo largo de varios días (Fuente: NASA /IBEX) |
Las fuerzas de Coriolis hacen que, cuando una gran masa se mueve en una dirección norte-sur en el seno de un cuerpo que está girando, debido a la rotación del cuerpo, esta se desvíe hacia el este o el oeste. En la tierra lo vemos a menudo cuando tenemos grandes tormentas y vemos que las nubes giran en sentido de las agujas del reloj si estamos en el hemisferio norte y contrario en el hemisferio sur.
El campo magnético toroidal que teníamos, debido a las fuerzas de Coriolis, intenta volver a recuperar su forma poloidal, es decir se retuerce hasta conseguir esa forma.