Sobre la aceleración estocástica de electrones y la sismicidad asociada a fulguraciones solares

Abstract

En este trabajo se estudió el fenómeno de los sismos solares asociados a explosiones fuertes que ocurren en las capas altas de la atmosfera solar. Se formuló una descripción física mediante la cual se intenta dar una explicación a los procesos involucrados en la generación de una fuente sísmica. Para esto, se consideró un modelo estocástico de aceleración de electrones en torno a la vecindad inmediata en donde ocurre la explosión solar. Se trabajó en la reducción y análisis de datos obtenidos por telescopios en tierra y por satélites para una muestra de fulguraciones con una emisión alta en rayos-X duros durante el inicio del ciclo solar veinticuatro. Además, se desarrolló una simulación numérica que soluciona la ecuación de Fokker-Planck a fin de entender la manera en la que evoluciona la función de distribución que describe el comportamiento dinámico global de un conjunto de electrones acelerados estocásticamente. Al final se encontró evidencia sísmica sobre cinco fulguraciones diferentes de la muestra que mostraron también características típicas en la emisión, a diferentes bandas del espectro, que se asocian a la presencia de electrones acelerados durante dichos fenómenos. Gracias a las observaciones y a la simulación se encontró que el tiempo de inyección de los electrones en la cima de un bucle solar es un factor importante a la hora de evaluar la posible generación de un sismo por causa de la interacción de los electrones con el plasma local. Se plantea una discusión en la que se dejan abiertas diferentes alternativas que pueden explicar la ´ posible generación de los sunquakes.

Abstract: We studied the phenomenon of sunquakes associated with strong explosions occurring in the upper layers of the solar atmosphere. A physical description was formulated to explain the processes involved in the generation of a seismic source. In this way, we considered a stochastic model of electron acceleration around the immediate vicinity where solar explosion occurs. We worked on the reduction and analysis of data obtained by ground-based telescopes and satellites for a sample of flares with a high emission in hard X-rays during the beginning of the twenty-four solar cycle. Additionally, a numerical simulation was developed to solve the Fokker-Planck equation to understand the way in which the distribution function evolves describing the overall dynamic behavior of a group of stochastically accelerated electrons. At the end, seismic evidence was found for five di↵erent flares in the sample which also showed typical features in the emission, at di↵erent spectral bands, associated with the presence of accelerated electrons during these phenomena. Thanks to the observations and the simulation, we found that the time of injection of electrons into the top of the loop is an important feature when we evaluate the possible generation of a sunquake caused by the interaction between electrons and the local plasma. We propose a discussion in which di↵erent alternatives are left open to explain the possible generation of sunquakes.