Emergencia de tubos de flujo en la atmósfera solar : su impacto desde la fotósfera hasta la corona

• Autores: Poisson, Mariano
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: López Fuentes, Marcelo Claudio; Mandrini, Cristina Hemilse
• Materia: CAMPO MAGNETICO SOLAR; CICLO SOLAR; REGIONES ACTIVAS; EMERGENCIA DE FLUJO; HELICIDAD MAGNETICA; SOLAR MAGNETIC FIELDS; SOLAR CYCLE; ACTIVE REGIONS; FLUX EMERGENCE; MAGNETIC HELICITY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La distribución fotosférica del campo magnético provee información sobre el procesode formación en el interior solar de los tubos de flujo que dan origen a las regionesactivas (RAs), así como de los efectos presentes durante su tránsito por la zonaconvectiva. Estudiamos la emergencia de RAs para determinar como la torsión delcampo en los tubos de flujo afecta la evolución de las polaridades magnéticas fotosféricas observadas en magnetogramas longitudinales. Una de las manifestacionesobservables de la torsión de los tubos de flujo que emergen atravesando la fotósfera,es la presencia de las llamadas "lenguas magnéticas". Estas son producidas por laproyección en la dirección de la visual de la componente azimutal del campo deltubo de flujo. Caracterizamos la evolución de las lenguas magnéticas en un conjuntode 187 RAs bipolares observadas a lo largo del Ciclo Solar 23 y el comienzo del Ciclo 24. Usando magnetogramas de estas RAs, determinamos y estudiamos la evoluciónde una serie de parámetros, como el ángulo de tilt, la orientación de la línea deinversión de polaridad (LIP), su flujo magnético, al igual que el tamaño y la formade las polaridades y sus lenguas. Desarrollamos un procedimiento para identificarla LIP y usamos su inclinación como un indicador del signo de la helicidad magné-tica. Comparamos este método con la estimación de la helicidad obtenida a partirde extrapolaciones libres de fuerzas del campo coronal. También desarrollamos modelosanalíticos de tubos de flujo toroidales, con torsión uniforme y no uniforme,para describir la evolución de los parámetros de las RAs afectados por la presenciade lenguas magnéticas intensas. Finalmente, encontramos que las lenguas modificansignificativamente la determinación del ángulo de tilt durante la fase de emergenciay probamos diferentes métodos para reducir este efecto. Los resultados de este trabajocontribuyen a la comprensión de cómo la helicidad de los tubos en emergenciadeterminan la evolución del flujo magnético fotosférico observado y la formación delas RAs; por otra parte, condicionan a los modelos de generación del campo en elinterior solar.
The photospheric magnetic-field distribution provides information about the generationin the solar interior of the flux tubes that originate the ARs, and the effectspresent during their transit through the convective zone. We study the emergenceof ARs to determine how the twist of the magnetic field in these flux-tubes affectthe evolution of the photospheric magnetic polarities observed in longitudinal magnetograms. One of the manifestations of these twisted flux-tubes, observed as theyemerge through the photosphere, are the so called "magnetic tongues". They areproduced by the line of sight projection of the azimuthal component of the magneticfield in the flux-tubes. We characterize the evolution of the magnetic tongues ina set of 187 bipolar ARs observed during the Solar Cycle 23 and the beginning of Cycle 24. Using magnetograms of these ARs we determine and study the evolutionof a series of parameters, such as the tilt angle, the polarity inversion line (PIL)orientation, their magnetic flux, as well the size and the shape of the polarities andtheir tongues. We develop a procedure to identify the PIL and we use its inclinationas a proxy of the magnetic helicity sign. We compare this method with the helicityestimation obtained from coronal force-free field extrapolations. We also developanalitical models of toroidal flux-tubes, with uniform and non-uniform twist, to describethe evolution of the AR parameters affected by the presence of strong magnetictongues. Finally, we find that the tongues modify significantly the determination ofthe tilt angle during the emergence phase and we test several methods to reduce thiseffect. The results of this work contribute to the understanding of how the helicityof the emerging flux-tubes determines the evolution of the photospheric magneticflux and the formation of ARs; moreover, they provide constraints to models of thegeneration of the magnetic field in the solar interior.
Fil: Poisson, Mariano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.