En su alegoría de la cueva, el filósofo griego Platón describió a los prisioneros quienes pasaron un largo periodo de tiempo encadenados al muro de una obscura caverna. Detrás de los prisioneros estaba una llama, y entre los prisioneros y la llama estaban colocados algunos objetos que proyectaban sombras en el muro, dentro del campo de visión de los prisioneros. Estas sombras bidimensionales eran las únicas cosas que los prisioneros podían ver (En su propia realidad). Sus grilletes les limitaban la percepción del mundo real, un reino con una dimensión adicional al mundo que observaban, una dimensión rica en complejidad capaz de explicar todo lo que podían ver.Platón estaba sobre algo. ¿Podríamos nosotros vivir en una gigantesca y cósmica cueva creada al inicio de nuestra existencia? Normalmente escuchamos que el Universo se creó durante el Big Bang  el cual inició a partir de un punto infinitivamente denso (Tema que hemos abordado aquí, desde luego http://laenciclopediagalactica.info/tag/big-bang/). El día de hoy, quisiera platicarles sobre otra de las teorías actuales que se tienen sobre la formación del Universo. De acuerdo a algunos cálculos recientes, se estima que hemos alcanzado la capacidad de ‘rastrear’ la historia del Universo, hasta una era previa al Big Bang (Una era con una dimensión adicional en el espacio). Este protouniverso podría haber dejado trazas visibles que las posteriores observaciones astronómicas podrían dejar al descubierto.

El Universo nos parece que existe en tres dimensiones de espacio y una de tiempo (Geométricamente la denominados como Universo Tridimensional). En nuestro escenario (Es decir, el tema a tratar el día de hoy), este Universo tridimensional es meramente una sombra de un Universo tetradimensional. Específicamente, nuestro Universo entero se habría originado durante la implosión estelar de ese Suprauniverso, una implosión que creó nuestro Universo tridimensional, alrededor de un agujero negro tetradimensional.

Pero ¿Cómo es que se llegó a este postulado? A muchos les suena absurdo. Bueno, este concepto se sustenta en dos pilares. El primero es que estas ideas no son mera especulación, están soportadas firmemente en las matemáticas que describen el espacio y el tiempo.

En las dos últimas décadas los físicos han desarrollado la teoría de la holografía (¿Lo recuerdan? http://laenciclopediagalactica.info/2013/09/24/un-origen-holografico-para-el-universo/), un conjunto de herramientas matemáticas que permiten traducir las descripciones de eventos en una dimensión a la física de dimensiones diferentes. Por ejemplo, los investigadores pueden resolver ecuaciones relativamente sencillas de dinámica de fluidos en dos dimensiones y utilizar esas ecuaciones para entender que está pasando en un sistema más complejo (Por ejemplo, la dinámica de un agujero negro tridimensional). Matemáticamente, las dos descripciones son intercambiables (El fluido sirve como una analogía perfecta ara el extraordinario agujero negro).

El éxito de la holografía ha convencido a una gran cantidad de científicos. Quizás los límites entre dimensiones sean menos estables de lo que creemos. Quizás las reglas del cosmos están escritas en otro conjunto de dimensiones y las percibimos traducidas en tres dimensiones. Quizás, como los prisioneros que Platón describió, nuestras circunstancias especiales nos han engañado haciéndonos creer que el mundo es tridimensional cuando de hecho un mejor entendimiento de lo que percibimos se explica mejor en la cuarta dimensión.

Hay una segunda razón por la cual vale la pena pensar en el Universo tetradimensional. Un estudio de este Universo podría ayudarnos a entender cuestiones profundas acerca del origen y naturaleza del Cosmos. Consideremos, por ejemplo, el Big Bang, el instante primordial que trajo el Universo a nuestra existencia. La cosmología moderna sostiene que el al Big Bang inmediatamente le sucedió una “Inflación” (Un periodo de rápida expansión en el cual el naciente Universo incrementó su volumen en un factor de 10⁷⁸ o más). Está expansión todavía no proporciona pistas o señales sobre qué fue lo que originó el Big Bang. La idea del Universo tetradimensional, en contraste, proporciona la respuesta a la pregunta “¿De dónde viene el Universo? Claro está que nos plantea la pregunta “¿Cómo se originó el Universo tetradimensional? Pero bueno, eso lo dejaremos para otro post.

El Cosmos conocido y desconocido

Las investigaciones en el Universo tetradimensional se han realizado debido a las dificultados que conlleva solo contemplarlo como un Universo tridimensional. La cosmología moderna ha sido fantásticamente exitosa, y ese éxito ha desmentido profundos y complejos misterios que nos ha llevado hasta la explicación holográfica.

Los cosmólogos pueden describir la historia del Universo entero (Desde el día de hoy hasta una pequeña, muy pequeña fracción de un segundo después del Big Bang) utilizando unas cuantas ecuaciones (Principalmente las proporcionadas por Albert Einstein) y cinco números independientes (O parámetros). Estos parámetros incluyen las densidades de la materia ordinaria, la materia oscura y la energía oscura, junto con la amplitud y forma de las fluctuaciones cuánticas en el Universo naciente. Este modelo (Conocido como el paradigma cosmológico λ-CDM, por sus siglas en inglés: Lambda Cold Dark Matter) describe cientos (Sino es que miles) de puntos de observación de información, cubriendo escalas que van desde el millón de años-luz hasta diez mil millones de años-luz a través de, y hasta el borde de nuestro Universo observable.

Pero esas observaciones exitosas no significan que la tarea se haya completado. La historia del Universo está empacada con algunos agujeros problemáticos. Los científicos se han confrontado con cuestiones fundamentales acerca de la naturaleza del cosmos (Problemas que actualmente no han podido resolverse).

Problema 1: No hay un completo entendimiento acerca de los cinco parámetros

No se cuenta aún con una explicación satisfactoria de los cinco parámetros del modelo λ-CDM, algunos de los cuales deben ser seleccionados de manera muy precisa de acuerdo con las observaciones. Considerar la densidad de la materia y energía del Universo. Solo hace unas décadas los astrónomos creían que la materia ordinaria (Los elementos presentes en La Tabla Periódica) serían la forma dominante de masa-energía. Las observaciones cosmológicas han revisado de manera radical esta afirmación (Y durante el camino se han otorgado tres premios Nobel). Ahora sabemos que la densidad de la materia ordinaria es de solo el 5% de la densidad de energía total del Universo. Otro 25% proviene de la materia oscura, una forma desconocida de materia cuya existencia es inferida por la atracción gravitacional (Más información aquí http://laenciclopediagalactica.info/2010/08/28/materia-oscura/). El 70% restante está formado de energía oscura (Más información aquí http://laenciclopediagalactica.info/2010/08/29/energia-oscura/), la materia misteriosa que es causante de que el ritmo de expansión del Universo se acelere en lugar de desacelerar por la atracción gravitatoria. ¿Qué son la materia y energía oscuras y por qué conforman la mayor parte del Universo? Aún no lo sabemos.

Quizás las respuestas se presenten cuando entendamos mejor el Big Bang (El abrupto origen del espacio y el tiempo en un plasma caliente de radiación y partículas a una temperatura superior a los 10²⁷ grados). Es muy difícil imaginar cómo una situación como la del Universo en esos momentos después del Big Bang nos llevó a lo que observamos actualmente (Un cosmos de prácticamente una temperatura uniforme con una geometría espacial a gran escala, en la cual los ángulos de los triángulos suman 180°).

La inflación cósmica puede ser la mejor idea que tenemos para entender la estructura a gran escala del Universo. La inflación puede tender a “aplanar” el Universo, suavizar las regiones curvas del espacio-tiempo, y brindarnos una temperatura uniforme.  Como una lupa cósmica, la inflación también amplifica las pequeñas fluctuaciones cuánticas en la densidad de la energía hasta las dimensiones cósmicas durante este proceso. Estas fluctuaciones a su vez se convierten en “las semillas” que formarán las galaxias, estrellas, planetas y los organismos vivientes, tal como los que pueblan este planeta.

La inflación es generalmente considerada como un paradigma exitoso. Por décadas, los cosmólogos han verificado las predicciones de la inflación por observación de la radiación de microondas cósmicas de fondo (CMB, por sus siglas en inglés: Cosmic Microwave Background http://laenciclopediagalactica.info/2011/02/10/%c2%bfpor-que-el-universo-se-esta-acelerando/), un registro cósmico de la fluctuación de la densidad en el Universo naciente. Las observaciones recientes del satélite Planck confirman que nuestro Universo es prácticamente plano (No en el concepto de dos dimensiones) y que es uniforme, tal como lo predice la inflación. Además, la amplitud observada y la forma de las fluctuaciones de la materia primordial están en amplio acuerdo con lo que esperamos de la inflación para magnificar el vacío cuántico.

Problema 2: No entendemos la inflación completamente.

Deberíamos preguntarnos qué es lo que llevó a esta inflación, la cual utilizó una gran cantidad de energía. Imaginamos que, poco después de que se originó el Big Bang, el Universo se llenó con energía que tomó de la forma de una partícula hipotética llamada Inflaton. La partícula de Higgs, descubierta recientemente por el LHC en el CERN, cerca de Ginebra, comparte muchas propiedades con (Y es un posible candidato a serlo) el inflaton. El inflaton puede ser responsable tanto de la temprana expansión acelerada como por la estructura de nuestro Universo porque las diferencias significativas en la densidad en el Universo temprano son causadas por las diminutas fluctuaciones cuánticas en la energía de campo del inflaton.

Pero el inflaton no resuelve nuestros problemas; solo los hace retroceder un paso. Las propiedades del inflaton, su procedencia, y como encontrarlo, permanecen en el misterio. De hecho, no estamos seguros realmente si existe.

Además, los físicos no entienden cómo es que termina el inflaton naturalmente. Si algún tipo de energía lo maneja conduce la expansión exponencial del Universo ¿Qué haría que se ‘apagara’ de repente? Y carecemos de una descripción satisfactoria de la historia de nuestro cosmos antes de la era inflacionaria (Aquellas primeras trillonésimas de segundo después del Big Bang)

Problema 3: No entendemos como inició todo

El reto más grande de la cosmología es entender el Big Bang mismo (El surgimiento repentino, violento, de todo el espacio, tiempo y materia de un punto infinitamente denso denominado “Una singularidad”). Una singularidad es una cosa bizarra inimaginable, un punto donde el espacio y el tiempo se curvan en sí mismos, haciendo imposible distinguir el futuro del pasado. Todas las leyes de la física se rompen. Una singularidad es un Universo sin ningún orden ni reglas. De una singularidad puede venir cualquier cosa que pueda existir de manera lógica. No tenemos razones para creer que una singularidad podría generar un Universo tan ordenado como el que vemos.

Esperaríamos que el surgimiento de un universo desde una singularidad sería caótico, marcado por altas fluctuaciones de temperatura de un punto a otro. Además, no podría esperarse que el poder aumentado de la inflación ‘tranquilizara’ todo. De hecho, si esas fluctuaciones son demasiados largas, la inflación podría no tener una oportunidad de ocurrir. El problema de una singularidad no puede ser resuelta solo por la inflación.

Las singularidades son extrañas, pero no desconocidas. Forman parte también del centro de los agujeros negros, esos remanentes colapsados de las estrellas gigantes. Todas las estrellas son hornos nucleares que fusionan elementos ligeros (Principalmente hidrógeno) en otros más pesados. Este proceso de fusión nuclear energiza a una estrella más allá de su vida, per eventualmente, la estrella agota todo su combustible nuclear, y la gravedad se hace cargo. Una estrella al menos 10 veces más masiva que nuestro Sol colapsará en sí misma antes de explotar como una Supernova. Si la estrella es aún mayor (15 a 20 masas solares o incluso más) la Supernova dejará un núcleo denso que colapsa, contrayéndose en un punto de tamaño “cero”, un agujero negro.

Los agujeros negros pueden considerarse como regiones del espacio en los cuales ni siquiera la luz se puede escapar. Dado que la velocidad de la luz es la máxima velocidad alcanzable por cualquier forma de materia, los límites de un agujero negro (Una superficie bidimensional denominada Horizonte de sucesos) es un punto de no retorno: Si cae materia estelar (O cualquier otra cosa) en el interior de sus límites, es separada del resto del Universo y empujada inexorablemente hacia el centro de la singularidad.

Al igual que con el Big Bang, las leyes de la física se rompen en esta singularidad también. La diferencia con el Big Bang es, sin embargo, que un agujero negro está rodeado por este horizonte de sucesos. La superficie actúa como una envoltura blindada (La cual previene que cualquier información acerca de la singularidad se fugue). El horizonte de sucesos de un agujero negro ‘protege’ a los observadores externos los efectos impredecibles de la singularidad.

El horizonte de sucesos efectivamente interpreta la impotente singularidad, haciendo posible para las leyes de la física describir y predecir lo que observamos. Visto a la distancia, un agujero negro parecer ser una simple, suave y uniforme estructura, descrita solo por su masa y momento angular (Y carga eléctrica, si es que se tiene). Aunque los físicos recientemente han destacado algunas cuestiones interesantes acerca de si la imagen convencional es consistente con la física cuántica (Platicaremos al respecto en uno o dos meses, cuando mucho), la hipótesis de trabajo en la cosmología es que los agujeros negros están envueltos por su horizonte de sucesos.

En contraste, la singularidad del Big Bang (Como lo entendemos comúnmente) no está envuelta. No tiene un horizonte de sucesos. A algunos físicos les gustaría tener una manera de protegernos de la singularidad del Big Bang y su catastrófica imprevisibilidad, tal vez por algo parecido a un horizonte de sucesos.

Un grupo de físicos ha propuesto tal escenario. Convierte al Big Bang en un espejismo cósmico. La imagen envuelve la singularidad en el Big Bang justo como un horizonte de eventos envuelve la singularidad en el corazón de un agujero negro. La envoltura nos protegería de la singularidad mercurial y los efectos nefarios.

Colapso extradimensional

Tal envoltura puede diferir de un horizonte de sucesos ordinario en una situación crítica. Dado que percibimos nuestro universo en tres dimensiones espaciales, el horizonte de sucesos que envuelve a la singularidad en el corazón del Big Bang debe tener tres dimensiones espaciales (No solo dos). Si imaginamos que este horizonte de sucesos también proviene del resultado de un colapso cósmico (Tal como el horizonte de sucesos de un agujero negro bidimensional es formado por el colapso de una estrella tridimensional) entonces el colapso tendría que tener lugar en un universo con cuatro dimensiones espaciales.

Este tipo de escenario extradimensional, en el cual el número de dimensiones en el espacio excede las obvias tres, es una idea casi tan vieja como la misma relatividad general. Fue propuesta originalmente por Theodor Kaluza en 1919 y expandida por Oscar Klein en la década de 1920. Su idea fue ampliamente olvidada por más de medio siglo antes de que los físicos la recuperaran en la década de 1980. En fechas más recientes, los científicos la han utilizado para construir una cosmología de los denominados Brane Worlds.

La idea básica de un Brane World es que nuestro Universo tridimensional es un sub-universo incrustado en un espacio mayor de cuatro o más dimensiones espaciales. El Universo tridimensional es llamado Brane, y el Universo mayor es denominado Masivo. Todas las formas conocidas de materia y energía están ‘atrapadas’ a nuestro Brane tridimensional tal como una película proyectada en la pantalla del cine (O la sombra que se formaba en la caverna de los prisioneros mencionados por Platón al inicio de ésta publicación).  La excepción es la gravedad, la cual permea a las dimensiones superiores del Masivo.

Pensemos acerca del superuniverso masivo de cuatro dimensiones espaciales que podría haber existido antes del Big Bang. Podemos imaginar que este Universo estaba lleno con objetos tales como estrellas y galaxias tetradimensionales. Estas estrellas se quedarían sin combustible (Tal como les pasa a las tridimensionales) y colapsarían en agujeros negros.

¿Cómo luciría un agujero negro tetradimensional? Podría poseer un horizonte de sucesos también, una superficie de no retorno de la cual no podría escapar. Pero en lugar de una superficie bidimensional, como podrían ser los ordinarios, generaría un horizonte de sucesos tridimensional.

De hecho, modelando el colapso de muerte de una estrella tetradimensional, encontramos, bajo un determinado conjunto de suposiciones, que el material expulsado del colapso estelar puede formar un Universo Brane tridimensional de lenta expansión rodeando este horizonte de sucesos tridimensional. Así, nuestro Universo sería un Brane Tridimensional (Una especie de holograma para una estrella tetradimensional colapsando en un agujero negro). La singularidad cósmica del Big Bang está oculta a nosotros, sin acceso para siempre detrás de un horizonte de sucesos tridimensional.

¿Esto es real?

Este modelo tiene cierto número de detalles a favor, comenzando con el hecho de que elimina la singularidad manifiesta que dio lugar a el Universo. Pero ¿Qué hay al respecto de los otros detalles cosmológicos como la cercanía al Universo plano y la alta uniformidad del Cosmos? Dado que un Universo Masivo tetradimensional podría haber existido por una cantidad de tiempo infinitamente grande en el pasado, cualquier punto caliente o frío tendría el tiempo suficiente para alcanzar el equilibrio. El Universo Masivo sería liso, y nuestro Universo Brane tridimensional podría heredar esta lisura.

Además, debido a que el agujero negro tetradimensional podría aparecer también casi sin rasgos, nuestro emergente Universo Brane tridimensional sería igualmente liso. La gran masa de esta estrella tetradimensional, la lisura del Brane tridimensional, y la llanura de nuestro Universo es una consecuencia de éstos detritos residuales del colapso de una estrella pesada.

De esta manera, el modelo de un Big Bang holográfico resolvería no solo los principales rompecabezas de uniformidad y cercana llanura de la cosmología estándar sin recurrir a la inflación, sino que también nulifica los efectos dañinos de la singularidad inicial.

La idea puede sonar un tanto loca, pero hay varias maneras en las que podemos probarlo. Una es por medio del estudio de la radiación de microondas cósmicas de fondo (CMB, por sus siglas en ingles). En el exterior del 3-Brane, esperaríamos algo de material masivo tetradimensional (Algo atraído por la atracción gravitacional del agujero negro). Podemos observar que las fluctuaciones térmicas en esta materia extra crearán fluctuaciones en el 3-Brane que altera la distorsión del CMB por pequeñas, pero potencialmente medibles cantidades. Los cálculos recientes difieren de la información obtenida por el observatorio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) por aproximadamente el 3%. Esta discrepancia podría ser el resultado de los efectos secundarios que se dan en el proceso del modelado.

Además, si el agujero negro tetradimensional está girando (Algo muy común en los agujeros negros), entonces este 3-Brane no se observaría igual en todas las direcciones. Los astrónomos también pueden ser capaces de encontrar esta ‘direccionalidad’ estudiando las variaciones sutiles en el CMB.

Desde luego, aun cuando el Big Bang holográfico resolviera una de las cuestiones más grandes (El origen de nuestro universo) de manera simultánea incrementaría un nuevo conjunto de misterios. El primero de ellos (Y quizás el más importante): ¿De dónde proviene el ‘progenitor’ de nuestro universo?

Para una solución a este rompecabezas, podríamos regresar a Platón. Cuando los prisioneros de la historia de Platón salieron de la cueva, la luz del Sol les lastimó los ojos. Les tomó un tiempo para, digamos, ‘ajustar’ el brillo. Al principio, los prisioneros solo fueron capaces de entender las sombras y las reflexiones. Después, ellos pudieron ver la Luna y las estrellas. Finalmente, concluyeron correctamente que el Sol era “El autor de todo lo que podían ver” (Día, noche, estaciones y sombras).

Los prisioneros de la historia de Platón no entendían los ‘poderes’ detrás del Sol, como nosotros aún no terminamos de asimilar el concepto de un universo tetradimensional. Pero al menos, ellos sabían donde comenzar a buscar respuestas.

Referencias

Out of the White Hole: A Holographic Origin for the Big Bang.

Razieh Pourhasan, Niayesh Afshordi and Robert B. Mann

Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Vol. 2014

Kaluza-Klein Gravity

Kaluza-Klein Theory

Kaluza-Klein Supergravity

An Introduction to the Brane World

En la última década ha habido una gran mejora en la comprensión de cómo la magnetósfera responde a las alteraciones atmosféricas como un sistema coherente de plasmas acoplados, interactuando mutuamente. Las simulaciones han desempeñado un papel central al proporcionar información contextual cuantitativa que vincula las observaciones de un solo punto y permite evaluar el comportamiento global implicado por observaciones locales. Estos avances fueron acompañados de mediciones continuas del viento solar y el IMF, así como numerosas observaciones in situ en el espacio, bases terrestres y redes de sensores remotos para producir descubrimientos de respuestas globales características. Los investigadores se han dado cuenta de que existen múltiples vínculos dinámicos no lineales cuyas consecuencias para el comportamiento magnetósfera-ionosfera acoplado solo se revelan cuando se integran en conjunto en el sistema global. Como resultado, el sistema exhibe una característica no lineal, dinámica caótica o comportamiento “emergente”, el cual no podría haber sido predicho sin el conocimiento de la física de acoplamiento.

El acoplamiento electrodinámico entre la magnetósfera y la ionosfera modifica la respuesta disipativa simple en formas ‘dramáticas’. La interacción actual del anillo con la ionosfera distorsiona gravemente la convección de la magnetósfera interior, misma que se alimenta del anillo mismo, sesgando su pico hacia el alba. Los canales de flujo duskside derivados de la ionosfera acoplada permanecen largos periodos de tiempo una vez ha pasado el torrencial viento solar. Estos estudios hicieron ‘añicos’ la noción de que la magnetósfera interior está aislada de la magnetósfera externa y en reposo.

Actualmente se ha establecido que la aceleración de las tormentas y la inyección del anillo actual dependen de la carga de la magnetósfera antes de la tormenta de viento solar. Las observaciones de las sondas espaciales y las simulaciones numéricas muestran que la entrada de plasma del viento solar en la magnetósfera es sorprendentemente eficiente en condiciones de “reposo” de un campo magnético interplanetario en dirección norte. Este plasma a su vez participa como un elemento sustancial del desarrollo de la tormenta en el anillo actual cuando los campos magnéticos están acoplados en dirección sur y energizan la magnetósfera. La plasmasfera a su vez controla si las inyecciones del anillo actual actúan para mejorar o agotar las ‘poblaciones’ de partículas energéticas, volcando la idea de una plasmasfera pasiva en reposo. La superposición del recién inyectado, caliente, plasma del anillo actual con la pasmasfera densa, produce inestabilidades locales. Las ondas resultantes dispersan las partículas del cinturón de radiación, agotándolos. Las predicciones de que el plasma denso frío facilita la aceleración de electrones de alta energía a energías relativistas también fueron confirmadas por observaciones. Por lo tanto, se ha establecido que las dinámicas pre-inyección son críticas en el establecimiento del estado de la plasmasfera y regula la respuesta a las tormentas del cinturón de radiación.

La ionosfera también puede ser una fuente importante de plasma para la magnetósfera. La comprensión del flujo de salida de iones de la ionoesféricos avanzó de manera significativa, y se establecieron las condiciones que promueven la extracción del plasma de la ionosfera a altitudes elevadas y en la magnetósfera. Se mostró que la densidad del viento solar y el aumento de la presión dinámica, conducen a un mejor flujo de salida de la ionosfera, pero los mayores rangos de flujo también están correlacionados estrechamente con el flujo de energía electromagnética a la ionosfera. El rendimiento del flujo de energía del viento solar a partir del flujo de salida intenso de los iones ionosféricos apoya las predicciones teóricas de que este flujo requiere un proceso de múltiples etapas involucrando una combinación de calentamiento local por ondas electromagnéticas. También se demostró que el flujo de salida de la ionosfera tiene consecuencias ‘dramáticas’ para la evolución dinámica de la magnetósfera. Los flujos de salida se incorporan con plasmas originados por el viento solar en la lámina de plasma, creando un plasma multi-especie que altera la dinámica de reconexión magnética. Las simulaciones globales de multifluidos confirmaron el papel que desempeña el flujo de la ionosfera en la creación de subtormentas periódicas, o los denominados intervalos ‘dientes de sierra’ (Sawtooth).

El descubrimiento de las condiciones de pre-acondicionamiento y de vías eficientes para el acoplamiento magnetósfera-ionosfera, y la identificación de las dinámicas que emergen, proporcionan la base para un programa de investigaciones para lograr una comprensión cuantitativa y predictiva del comportamiento del sistema bajo condiciones extremas.

Referencias

Nonlinear Dynamics and Chaos

Steven H. Strogatz

Morphology of the ring current derived from magnetic field observations

G. Le, C. T. Russell, & K. Takahashi

The Role of Substorms in Storm-time Particle Acceleration

Ioannis A. Daglis & Yohsuke Kamide

Duskside auroral undulations observed by IMAGE and their possible association with large-scale structures on the inner edge of the electron plasma sheet

W. S. Lewis, J. L. Burch, J. Goldstein, W. Horton, J. C. Perez, H. U. Frey, & P. C. Anderson.

Ring Current Behavior Inferred From Ground Magnetic and Space Observations

F. Søraas, M. Sørbø, K. Aarsnes, & D.S. Evans

The Plasmasphere Boundary Layer

D. L. Carpenter & J. Lemaire

Pulsaciones Geomagnéticas Tipo Pi2 Registradas Simultáneamente en la Magnetósfera y en Tierra.

A. D’Costa Mendez, R. Torres Rivero, J. Pérez Hernández, R. V. Schepetnov

Ion Stopping in Dense Plasma Target for High Energy Density Physics

C. Deutsch et al.

Spatial and Temporal Variations of the Cold Dense Plasma Sheet: Evidence for a Low-Latitude Boundary Layer Source?

Marit 0ieroset, Tai D. Phan, Masaki Fujimoto, Leon Chan, Robert P. Lin, & Ruth Skoug

Magnetosphere Sawtooth Oscillations Induced by Ionospheric Outflow

O. J. Brambles, W. Lotko, B. Zhang, M. Wiltberger, J. Lyon, R. J. Strangeway

Esta entrada participa en la edición LII del Carnaval de la Física, hospedado esta ocasión aquí, en La Enciclopedia Galáctica.

El entendimiento de los procesos físicos fundamentales que rigen el nivel de dinámica del sistema ha avanzado en varios frentes en la última década. Se alcanzaron progresos considerables en la comprensión de cómo funciona la reconexión magnética. Las primeras predicciones cuantitativas de las firmas de flujo magnético y de plasma se confirmaron espectacularmente con las observaciones in situ. Del mismo modo, sofisticadas simulaciones cinéticas finalmente produjeron un entendimiento consistente de las firmas de la aparición de la reconexión magnética en la cola.

El incremento en la potencia de cálculo ha facilitado las simulaciones de física esencial y la estructura de la región de difusión, donde las líneas del campo magnético se reconectan y cambian su conectividad (Como se muestra en la siguiente imagen). Se demostró que en las pequeñas escalas espaciales donde se produce la reconexión, la disociación de iones y el movimiento de electrones como consecuencia de su diferente masa, juega un papel clave para facilitar la rápida tasa de reconexión vista en las observaciones. Los iones se desmagnetizan en una región mucho más grande que los electrones, lo cual cambia las fuerzas que aceleran las partículas, lejos de la línea X en comparación con la habitual descripción MHD (MagnetoHydroDynamic). Estas ideas llevaron a las predicciones que facilitaron la primera detección directa de la región de difusión de iones (Donde los iones se desacoplan del campo magnético) en la magnetósfera y en el laboratorio, así como destellos de la mucho más pequeña región de difusión de electrones (En donde los electrones se desacoplan del campo magnético). Las observaciones en la proximidad de la región de difusión revelaron sorprendentemente que la reconexión puede acelerar los electrones a cientos de kiloelectronvoltios, proporcionando potencialmente una población de “semillas” para la subsiguiente aceleración en la magnetosfera interior para formar los cinturones de radiación de electrones. También se hicieron descubrimientos en relación con la activación y la modulación de la reconexión. Alrededor del año 2000, los recursos computacionales tenían simulaciones limitadas a dos dimensiones espaciales. Las nuevas capacidades para llevar a cabo simulaciones totalmente tridimensionales revelaron que la dimensión añadida facilita el crecimiento de las inestabilidades del plasma que pueden romper la región de difusión, haciendo la reconexión altamente turbulenta.

Por observación, la reconexión parece comportarse de manera diferente en las distintas regiones. Aunque la reconexión en la cola magnética y en la capa exterior de la magnetósfera, donde se han identificado múltiples sitios de reconexión, parece ser transitoria y turbulenta, puede, en ocasiones, ser bastante estable en el tiempo y el espacio extendido en la magnetopausa diurna y el viento solar. La reconexión en la cola magnética produce ‘estallidos’ de estrechos canales de flujo de alta velocidad. Las observaciones de las múltiples sondas espaciales que estos canales de flujo de reconexión inician subtormentas magnetosféricas y conducen la convección de la Tierra hacia la cola magnética; sin embargo, pueden ser necesarios para completar el patrón de circulación magnetosférica mundial predicha hace cuatro décadas. Por último, los análisis observacionales se beneficiarán enormemente de la inclusión de los escenarios de reconexión más generales que el estándar, incluyendo geometrías más generales identificadas tanto en teorías como en simulaciones.

Las interacciones onda partícula (WPI – Wave-Particle Interactions) se han establecido como las principales gestores de la ganancia de energía de las partículas y la pérdida en los cinturones de radiación (Ver la siguiente imagen). La teoría de la inestabilidad del plasma, las simulaciones globales que incluyen los procesos WPI, y las observaciones de ondas han demostrado que la mezcla de plasmas energéticos y de baja energía llevan a inestabilidades distribuidas en el anillo actual y en el cinturón de radiación. Las observaciones por satélite de los electrones del cinturón de radiación demuestran que la aceleración local, debido a las WPI puede en ocasiones dominar la aceleración debida al transporte radial difuso. Los análisis estadísticos de las observaciones satelitales de las ondas, se utilizan para cuantificar las tasas de activación y dispersión. Los resultados han sido incorporados en los modelos dependientes del tiempo del anillo actual y de los cinturones de radiación. Los científicos saben ahora que la dinámica de partículas tormenta-tiempo, son el resultado de un equilibrio delicado entre la aceleración y la pérdida de partículas relativistas mediadas por las ondas producidas por la inestabilidad del plasma local.

Referencias

Basics of Magnetic Reconnection
Cory D. Schillaci

Magnetic Reconnection in Astrophysical and Laboratory Plasmas
Ellen G. Zweibel & Masaaki Yamada

Magnetic Reconnection – Basic Concepts I
Gunnar Hornig

Magnetic Reconnection And Coronal Temperatures
Miles Mathis

El entendimiento de los procesos físicos fundamentales que rigen el nivel de dinámica del sistema ha avanzado en varios frentes en la última década. Se alcanzaron progresos considerables en la comprensión de cómo funciona la reconexión magnética. Las primeras predicciones cuantitativas de las firmas de flujo magnético y de plasma se confirmaron espectacularmente con las observaciones in situ. Del mismo modo, sofisticadas simulaciones cinéticas finalmente produjeron un entendimiento consistente de las firmas de la aparición de la reconexión magnética en la cola. 

El incremento en la potencia de cálculo ha facilitado las simulaciones de física esencial y la estructura de la región de difusión, donde las líneas del campo magnético se reconectan y cambian su conectividad (Como se muestra en la siguiente imagen). Se demostró que en las pequeñas escalas espaciales donde se produce la reconexión, la disociación de iones y el movimiento de electrones como consecuencia de su diferente masa, juega un papel clave para facilitar la rápida tasa de reconexión vista en las observaciones. Los iones se desmagnetizan en una región mucho más grande que los electrones, lo cual cambia las fuerzas que aceleran las partículas, lejos de la línea X en comparación con la habitual descripción MHD (MagnetoHydroDynamic). Estas ideas llevaron a las predicciones que facilitaron la primera detección directa de la región de difusión de iones (Donde los iones se desacoplan del campo magnético) en la magnetósfera y en el laboratorio, así como destellos de la mucho más pequeña región de difusión de electrones (En donde los electrones se desacoplan del campo magnético). Las observaciones en la proximidad de la región de difusión revelaron sorprendentemente que la reconexión puede acelerar los electrones a cientos de kiloelectronvoltios, proporcionando potencialmente una población de “semillas” para la subsiguiente aceleración en la magnetosfera interior para formar los cinturones de radiación de electrones. También se hicieron descubrimientos en relación con la activación y la modulación de la reconexión. Alrededor del año 2000, los recursos computacionales tenían simulaciones limitadas a dos dimensiones espaciales. Las nuevas capacidades para llevar a cabo simulaciones totalmente tridimensionales revelaron que la dimensión añadida facilita el crecimiento de las inestabilidades del plasma que pueden romper la región de difusión, haciendo la reconexión altamente turbulenta.

Por observación, la reconexión parece comportarse de manera diferente en las distintas regiones. Aunque la reconexión en la cola magnética y en la capa exterior de la magnetósfera, donde se han identificado múltiples sitios de reconexión, parece ser transitoria y turbulenta, puede, en ocasiones, ser bastante estable en el tiempo y el espacio extendido en la magnetopausa diurna y el viento solar. La reconexión en la cola magnética produce ‘estallidos’ de estrechos canales de flujo de alta velocidad. Las observaciones de las múltiples sondas espaciales que estos canales de flujo de reconexión inician subtormentas magnetosféricas y conducen la convección de la Tierra hacia la cola magnética; sin embargo, pueden ser necesarios para completar el patrón de circulación magnetosférica mundial predicha hace cuatro décadas. Por último, los análisis observacionales se beneficiarán enormemente de la inclusión de los escenarios de reconexión más generales que el estándar, incluyendo geometrías más generales identificadas tanto en teorías como en simulaciones.

Las interacciones onda partícula (WPI – Wave-Particle Interactions) se han establecido como las principales gestores de la ganancia de energía de las partículas    y la pérdida en los cinturones de radiación (Ver la siguiente imagen). La teoría de la inestabilidad del plasma, las simulaciones globales que incluyen los procesos WPI, y las observaciones de ondas han demostrado que la mezcla de plasmas energéticos y de baja energía llevan a inestabilidades distribuidas en el anillo actual y en el cinturón de radiación. Las observaciones por satélite de los electrones del cinturón de radiación demuestran que la aceleración local, debido a las WPI puede en ocasiones dominar la aceleración debida al transporte radial difuso. Los análisis estadísticos de las observaciones satelitales de las ondas, se utilizan para cuantificar las tasas de activación y dispersión. Los resultados han sido incorporados en los modelos dependientes del tiempo del anillo actual y de los cinturones de radiación. Los científicos saben ahora que la dinámica de partículas tormenta-tiempo son el resultado de un equilibrio delicado entre la aceleración y la pérdida de partículas relativistas mediadas por las ondas producidas por la inestabilidad del plasma local.

Referencias

Basics of Magnetic Reconnection // Cory D. Schillaci

Magnetic Reconnection in Astrophysical and Laboratory Plasmas // Ellen G. Zweibel & Masaaki Yamada

Magnetic Reconnection – Basic Concepts I // Gunnar Hornig

Magnetic Reconnection And Coronal Temperatures // Miles Mathis

MHD Turbulence // University of Delaware Website

Fundamentals of Magnetohydrodynamics (MHD) // Tony Arber

The Electron Radiation Belt // Xinlin Li, Michael A. Temerin 

Radiation Belts // Paul Bühler

Acceleration and loss of relativistic electrons during geomagnetic storm // G. D. Reeves, K. L. McAdams, R. H. W. Friedel, T. P. O’Brien

Magnetospheric Multiscale (MMS) Mission // NASA Website

Handbook on Plasma Instabilities // Ferdinand F. Cap

Basic Plasma Physics // A. A. Galeev & R. N. Sudan

A Plasma Instability Theory of Gamma-Ray Burst Emission // J. J. Brainerd

Formal Theory of MHD Stability: Energy Principle // Andrei N. Simako 

MHD Description of Plasma // Russell M. Kulsrud

Plasma instabilities // Dr Ben Dudson

La dinámica global de la magnetósfera es controlada por el cambio del componente norte-sur del campo magnético interplanetario (IMF – Interplanetary Magnetic Field), el cual impulsa la circulación global en la magnetósfera, tal como se ve en la siguiente figura. Los cambios en el IMF y la presión dinámica del viento solar producen tormentas, la iluminación de las auroras y gestiona una serie de otras respuestas globales.

Se utilizaron imágenes globales de las hasta ahora invisibles poblaciones de plasma de la magnetósfera para identificar su respuesta a gran escala para el variable y violento viento solar. La plasmasfera, que es la región de plasma denso y frío que co-rota con la Tierra, fue ‘fotografiado’ en el extremo ultravioleta (EUV). Las observaciones revelaron que las tormentas fuertes remueven la parte exterior de la plasmasfera en columnas, con convección al exterior de la magnetósfera diurna (Como se observa en la siguiente imagen):

Y se mapean para producir realces en la densidad ionosférica, tal como se muestra en la siguiente imagen:

El actual anillo ecuatorial magnetosférico es mayor durante las tormentas geomagnéticas, y esto perturba la fuerza del campo magnético en la superficie terrestre. La comprensión de su dinámica es crucial para el establecimiento de una capacidad predictiva de la respuesta geoespacial a las tormentas. Las inyecciones de iones al anillo actual se capturaron en imágenes por vez primera, estableciendo su configuración y composición. Los modelos numéricos y las imágenes globales ENA revelaron que el anillo actual es altamente asimétrico durante la fase principal de las tormentas, lo cual sugiere un fuerte acoplamiento con la ionosfera. El pico de la distribución de protones-anillo actual, durante la fase principal de las tormentas magnéticas demostró que ocurre consistentemente en la madrugada y no en la tarde, como se había esperado. Esto solo puede ocurrir si la retroalimentación de la ionosfera fundamentalmente altera el campo eléctrico que es responsable de la convección magnetosférica.

Referencias

Relationship of the Van Allen radiation belts to solar wind drivers.
M.K. Hudson, B.T. Kress, H.-R. Mueller, J.A. Zastrow, & J. Bernard Blake

Tomographic ENA Imaging from Low-Earth Orb
R. B. Sheldon, T. A. Fritz, & H. E. Spence

ENA imaging: seeing the invisible
Pontus C. Brandt et al

Global ENA Image Simulations
Fok, M.-C.; Moore et al.

Global Magnetospheric Dynamics of Jupiter and Saturn Revealed by ENA Imaging
P. C. Brandt, D. G. Mitchell, B. H. Mauk, C. P. Paranicas

Average Characteristics and Activity Dependence of the Subauroral Polarization Stream
J. C. Foster and H. B. Vo

High-Resolution Observations of Subauroral Polarization Stream-Related Field Structures During a Geomagnetic Storm Using Passive Radar
Melissa G. Meyer

Regional GPS Mapping of Storm Enhanced Density
Anthea Coster, John Foster, Phil Erickson, Frederick Rich.

Storm enhanced density: magnetic conjugacy effects
J. C. Foster and W. Rideout

Los avances en la física de la magnetósfera, su dinámica y su acoplamiento con el viento solar e ionosfera fueron realizadas en diferentes frentes. Las observaciones revelaron dinámicas asociadas con la convección del plasma, la aceleración de partículas y el transporte de las mismas. Los avances clave se hicieron sobre los procesos físicos fundamentales subyacentes que gobiernan la dinámica no lineal del sistema, incluyendo la reconexión, interacciones onda-partícula y la turbulencia. Las observaciones y simulaciones de las radicalmente diferentes magnetósferas de Júpiter y Saturno, proporcionaron análisis clave del actual entendimiento y resaltaron una gran variedad de comportamientos exhibidos por los diferentes sistemas.

Estos avances fueron posibles gracias a la combinación de una amplia gama de observaciones en contubernio con teoría, experimentos en laboratorio de plasma y modelos computacionales revolucionarios. Las observaciones críticas fueron proporcionadas por instrumentos en cohetes suborbitales y globos, así como de la extensa red de radares, lidares, cámaras, magnetómetros y riometros. Los instrumentos utilizados fueron observaciones mediante sondas espaciales, y también las enviadas por los satélites de las misiones Cluster, IMAGE, THEMIS y TWINS, así como la información recolectada de satélites que no son propiedad de la NASA.

Referencias

LIDAR

Riometer Data
Antarctic Master Directory

Cluster
ESA Website

IMAGE Science Center
NASA Website

THEMIS Mission
NASA Website

TWINS A & B
NASA Website

Una serie de descubrimientos revolucionarios se hicieron cuando la sonda espacial Voyager se acercó y cruzó el choque de terminación (TS – Termination Shock) y entró en la en la heliofunda en su camino hacia la heliopausa, el límite exterior del dominio del Sol en el Universo. Estas mediciones y resultados del IBEX (Interstellar Boundary Explorer – Explorador del Límite Interestelar) y Cassini han alterado significativamente la comprensión de cómo el Sistema Solar interactúa con el medio interestelar y también han confirmado cuantitativamente una serie de predicciones científicas sobre el límite de la región heliosférica. El TS que es donde el viento solar ya no puede mantener su velocidad supersónica, ya que empuja contra el medio interestelar, siempre había sido aceptado como el conductor de la aceleración del ACR (Anomalous Cosmic Ray – Rayo Cósmico Anómalo), pero cuando las sondas Voyager cruzaron el TS, tampoco encontraron evidencia de que el TS local sea la fuente de los ACR. Actualmente, la fuente de los ACR es un tema de debate científico encarnizado. Además, en consonancia con las predicciones teóricas previas, la mayor parte de la energía del flujo supersónico no caliente el viento solar circundante pero probablemente entre en supra-termales (No medibles con los instrumentos de las Voyager). Las observaciones más recientes pueden indicar la presencia de una región de transición inesperada en la que el flujo del viento solar hacia el exterior, se estanca.

Los mapas ENA (Energetic Neutral Atom – Átomo Energético Neutro) del IBEX y Cassini muestran un “Listón” imprevisto de emisiones de la heliosfera exterior, aparentemente ordenado por el campo magnético interestelar local. Este “listón” evoluciona en escalas de tiempo tan cortas como seis meses, lo que demuestra que la interacción heliosfera / Medio Interestelar es altamente dinámica. El papel del campo magnético interestelar en la conformación de la heliosfera exterior es más fuerte de lo esperado antes de la reciente afluencia de nuevos datos. Los modelos basados en estas observaciones sugieren que el campo magnético interestelar local proporciona la mayor parte de la presión en la nube local. Los resultados inesperados de las Voyager, IBEX y las observaciones de Cassini demostraron lo poco que se sabe acerca de las interacciones de las estrellas con los entornos interestelares.

Referencias

The Heliosphere
NASA Website

Voyagers in the Heliosheath
NASA Website

IBEX Website

IBEX Graphics

Voyager Spacecraft
NASA Website

The Heliosphere
MIT Website

The Termination Shock
Sun | Trek

The Outer Heliosphere: The Next Frontiers
Klaus Sherer, Horst Fichtner, Hans Jörg Fahr & Eckart Marsch

Imaging the three-dimensional wind
Mike Gruntman

Las recientes observaciones de partículas energéticas han producido una serie de sorpresas. El ciclo solar 23 produjo 16 eventos a nivel local en los monitores de neutrones situados en la Tierra, lo que permitió a los investigadores establecer que la mayoría de los grandes eventos SEP (Solar Energetic Particles, Partículas Energéticas Solares) tienen un precedente reciente CME (Coronal Mass Ejection, Expulsión de Masa Coronal) de la misma región activa. Este descubrimiento indica que los eventos más intensos pueden ocasionar la aceleración de partículas en una o varias llamaradas que producen una ‘población de semillas’ de iones energéticos que pueden alcanzar una muy alta energía a través de la aceleración de choque difuso clásico impulsado por la CME. Las mediciones enriquecidas por ACE (Advanced Composition Explorer) de 3He y Fe en muchos eventos SEP son consistentes con lo mencionado. Las observaciones continuas de STEREO, ACE y otras plataformas, así como las misiones Solar Orbiter y Solar Probe Plus proporcionarán mediciones claves en las regiones de origen de estos eventos y los datos sobre su extensión espacial y la compleja dinámica de la aceleración y transporte de los SEP al entorno geoespacial podrán ser revelados.

Referencias

Solar Energetic Particle Production by Coronal Mass Ejection – Driven Shocks in Solar Fast-Wind Regions
S. W. Kahler & D. V. Reames

Possible effect of extreme solar energetic particle events of September–October 1989 on polar stratospheric aerosols: a case study I. A. Mironova & I. G. Usoskin

ACE Website

STEREO Website

Solar Orbiter
ESA Website

Solar Probe Plus
NASA Website

La última década se alcanzó un gran progreso en la comprensión de la estructura y dinámica del viento solar, clave para entender la influencia del Sol en el entorno geoespacial de la Tierra. La imagen conceptual del Ulysses y ACE fue que los orígenes del viento solar lento y rápido se encontraban en regiones bajas y altas del Sol, respectivamente.

El viento solar rápido, lento y transitorio (Asociado con las CMEs) ahora puede identificarse y distinguirse por las firmas de composición iónica (Cargas de estado Fe, Fe/O, O+7, O+6), por los que los orígenes de los ‘paquetes’ de viento solar se pueden identificar directamente de las observaciones in situ. Las expulsiones de masa de la corona (CME) interactúan con estos flujos de viento solar, lo que lleva a las interacciones de flujo dinámico y también a la aceleración de partículas a través de una variedad de procesos. La microestructura del viento solar, presumiblemente relacionada con estructuras en la corona, ahora puede ser analizada con el más poderoso conjunto de observaciones in situ, e incluso en ocasiones, con varias plataformas de observación. La cascada de turbulencia de escalas espaciales cortas y la disipación definitiva son el probable origen de la energía para el calentamiento y expansión del viento solar. Las observaciones y los modelos han producido grandes avances en este tópico. Las anisotropías de temperatura con respecto al campo magnético local del viento solar H+ y He+2, han mostrado ser limitadas por el reflejo y las inestabilidades fire hose (No encontré una traducción adecuada, han de disculpar). Estas observaciones limitan los posibles mecanismos de calentamiento del viento solar. Los científicos también han descubierto que la reconexión magnética entre los dominios adyacentes de campos magnéticos opuestos es omnipresente en el viento solar, pero parece implicar la aceleración de pequeñas partículas cerca de los sitios de reconexión heliosférica (Una sorpresa, teniendo en cuenta la eficiencia de producción de partículas energéticas en las erupciones solares). Inesperadamente, la mayoría de estos sitios de reconexión se han encontrado fuera de la actual ‘página’ heliosférica. Las observaciones también han hecho hincapié en la importancia de las observaciones más cercanas al Sol para mejorar la comprensión de los papeles que desempeñan las ondas, la turbulencia de onda, y la física de reconexión en la conducción dinámica del viento solar.

Referencias

Firehose and Mirror Instabilities

Oblique proton fire hose instability in the expanding solar wind: Hybrid simulations
Petr Hellinger & Pavel M. Trávnícek

Variability of Solar Wind Dynamic Pressure with Solar Wind Parameters During Intense and Severe Storms
B. O. Adebesin, S. O. Ikubanni, J. S. Kayode & B. J. Adekoya

The solar wind and magnetospheric dynamics
Christopher T. Russell

Explanation of Real-Time Solar Wind data dials

Solar wind dynamic pressure and electric field as the main factorscontrolling Saturn’s aurorae
F. J. Crary et al.

Magnetospheric cavity modes driven by solar wind dynamic pressure fluctuations
S. G. Claudepierre

Las llamaradas y CMEs (Coronal Mass Ejection – Expulsión de Masa de la Corona) son las principales fuentes de las partículas energéticas solares (Solar Energetic Particles – SEP) que amenazan a los vuelos espaciales tripulados. Se han logrado avances significativos en la comprensión de como la energía magnética es liberada explosivamente en las llamaradas. La información recolecta por el RHESSI en sus mediciones de espectroscopia de imágenes de rayos – X (HXR) revelaron que los electrones acelerados a menudo contienen aproximadamente el 50% de la energía magnética lanzada en llamaradas e indican que la liberación de energía / aceleración de electrones están asociados con la reconexión magnética. En llamaradas grandes, las imágenes HXR de flamas aceleradas aproximadamente a 30 MeV ion, muestra que esas emisiones se originan a partir de pequeños puntos vinculados a estructuras de bucles magnéticos en lugar de una región más extendida, lo que indica que la aceleración de iones también se relaciona con la reconexión magnética. La energía en > 1 MeV ion y en > 20 keV electrón parece comparable. Por lo tanto, la comprensión de la conversión eficiente de la energía magnética a partículas de las llamaradas de energía es un desafío importante.

Los principales avances también se han hecho en la comprensión de la liberación de energía de fotones de las llamaradas. Por primera vez, se detectaron llamaradas en TSI por el instrumento SOURCE/TIM mostrando que la energía total irradiada y la energía cinética CME puede ser comparable. El instrumento SDO/EVE descubrió una fase tardía EUV en las erupciones retrasadas varios minutos desde el pico de rayos X. Las observaciones globales de EUV por el SDO/AIA y STEREO/EUVI revelaron interacciones de larga distancia “simpáticas” entre los campos magnéticos en las llamaradas, erupciones y CMEs, probablemente debido a las distorsiones del campo magnético de la corona.

La comprensión de cómo se producen y se relacionan los CMEs y las llamaradas también ha progresado. Los perfiles de velocidad de CME inferiores a 4 Rs están en sintonía con la energía liberada por las llamaradas HXR. La estructura del flujo magnético de los modelos de CME es consistente con las observaciones de muchos eventos. Además, los choques producidos por las CMEs rápidas pueden ser identificados en las imágenes del coronógrafo, lo que sugiere que los científicos están cerca de precisar el origen de las SEPs. Alcanzar una capacidad de predicción del espectro energético de las SEP y la variabilidad del transporte es un mayor desafío.

Referencias

Radiación Ionizante
Universidad de Santiago de Compostela

Implantación de iones
Wikipedia

MeV Ion Beam Analysis I: Introduction
Chris Jeynes

RHESSI
NASA Website

SOlar Radiation and Climate Experiment (SORCE)
University of Colorado

SDO Instruments
NASA Website

Solar Dynamics Observatory/EUV Variability Experiment (SDO/EVE)
University of Colorado

Atmospheric Imaging Assembly Investigation Overview
Alan Title

Working with data from the Solar Dynamics Observatory
Daniel Brown, Stephane Regnier, Mike Marsh, & Danielle Bewsher

EUVI: the STEREO-SECCHI extreme ultraviolet imager
Jean-Pierre Wülser et al

STEREO B EUVI 171
iSWA Website

STEREO website