Un modelo computacional para estudiar modos-p en regiones activas del Sol

Abstract

La identificación de modos acústicos de oscilación, mejor conocidos como modos p; cuya frecuencia típica de oscilación está asociada a un perído de 5-minutos, han permitido estudiar con más detalle el interior solar. El rótulo de modos p se debe a que la fuerza restauradora que genera estas oscilaciones es la presión. Para estudiar en detalle estas oscilaciones se requiere resolver las ecuaciones de la hidrodinámica. Esto exige una serie de procedimientos matemáticos tales como: aplicar un método de perturbaciones para generar una ecuación, la cual se linealiza y posteriormente implementar un proceso de separación de variables que permite distinguir entre la influencia de la onda tanto radialmente como angularmente al momento de propagarse. Adicionalmente, cuando se quieren tener en cuenta efectos magnéticos tal y como se observa sobre la superficie y la atmósfera solar se deben resolver las ecuaciones de la magnetohidrodinámica que es la teoría que mejor explica estos fenómenos en la actualidad. Sin embargo, en este trabajo se presenta un camino que, aunque más sencillo e ideal, es muy útil para estudiar las posibles trayectorias que siguen las ondas acústicas o modos p en el Sol. Esto consiste en considerar una teoría de rayos como alternativa a resolver la ecuación de onda, tanto si se tienen en cuenta efectos magnéticos como en caso contrario. Con la anterior consideración se logra comprobar que las trayectorias simuladas para modos p no sólo dependen de una frecuencia temporal sino también de una frecuencia especial (grado l). Parece demostrarse adicionalmente, que el campo magnético tiene una fuerte influencia en la propagación de ondas acústicas causando un mayor amortiguamiento, y por ende, una trayectoria más cercana a la superficie.

Abstract Acoustic oscillation modes have allowed to study in more detail the solar interior. These oscillations, whose typical oscillation frequencies are associated with a 5-minute period, are better known as p modes. The name of p-modes comes from the restoring force being generated by a change of pressure inside the Sun. In order to study these oscillations in detail, solving the equations of hydrodynamics is required. This demand a series of mathematical procedures such as, a perturbation method to generate an equation which should be linearized and then apply a separation of variables method in order to distinguish between the wave influence both radially and angularly when they propagate. Additionally, when you want to take into account magnetic effects as observed on the surface and the solar atmosphere, you must solve the equations of magnetohydrodynamics which is the theory that nowadays best explains these phenomena. However, this work presents a way despite of being simple and ideal, very useful to study the possible paths followed by acoustic waves or p-modes in the sun. So a ray theory is considered as an alternative to solve the equation wave whether magnetic effects are taking into account as otherwise. Furthermore it is found that simulated trajectories for p modes depends not only on a temporary frequency but also a special frequency (degree l). It seems to be demonstrated that the magnetic field has a strong influence on the propagation of acoustic waves causing greater damping and therefore a path closer to the surface.