El ciclo de actividad coronal y la génesis del viento solar

• Autores: Lloveras, Diego Gustavo
• Año de publicación: 2022
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vásquez, Alberto Marcos
• Materia: SOL: CORONA; CICLO SOLAR; VIENTO SOLAR; FISICA DE PLASMAS; ESPECTRO: ULTRAVIOLETA; ESPECTRO: VISIBLE; TECNICAS: TOMOGRAFIA; MAGNETOHIDRO-DINAMICA; SUN: CORONA; SOLAR CYCLE; SOLAR WIND; PLASMA PHYSICS; SPECTRUM: ULTRAVIOLET; SPECTRUM: VISIBLE; TECHNIQUES: TOMOGRAPHY; MAGNETOHYDRODYNAMICS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El trabajo de esta tesis se centra en la caracterización observacional de la estructura termodinámica tridimensional (3D) de la corona solar a escala global durante mínimos de actividad solar, mediante reconstrucciones tomográficas. Asimismo, se implementan simulaciones magnetohidrodinámicas (MHD) 3D de la corona y el viento solar, que permiten analizar los resultados tomográficos en diversas estructuras magnéticas coronales. El estudio abarca los mínimos posteriores a los tres últimos ciclos solares (CSs), 22 a 24, durante los cuales los indicadores de actividad solar disminuyeron progresivamente. Las reconstrucciones tomográficas se basan en imágenes coronales en extremo ultravioleta tomadas por tres generaciones de telescopios espaciales, EIT/SoHO,EUVI/STeReO y AIA/SDO, y en luz visible por el coronógrafo espacial LASCO- C2/SoHO. Las simulaciones MHD, implementadas mediante el modelo AWSOM (Alfven Wave Solar atmosphere Model), se basan en magnetogramas fotosfericos sinópticos del instrumento espacial MDI/SoHO y la red terrestre GONG. La estructura coronal de mınimo exhibe caracterısticas globales persistentes independientemente del nivel de actividad del CS precedente. Entre ellas se destacan la estructura 3D de densidad y temperatura, el grado de contraste en densidad y temperatura entre Streamers y CHs, y la presencia de arcos coronales con temperatura decreciente con la altura dentro de Streamers. Se encuentra que durante el mínimo CS 23/24, el más prolongado y con menor nivel de actividad de los tres períodos estudiados, la corona exhibió temperaturas algo menores. Se discute la implicancia de distintos resultados DEMT para el estudio del problema del calentamiento coronal. El modelo MHD reproduce la reconstrucción tomográfica de la distribución 3D de densidad y temperatura en la corona interna (r < 1.25 R), pero sobrestima la densidad reconstruida a alturas mayores (2.5 − 6.0 R). Se discuten las causas de discrepancias entre el modelo y las reconstrucciones. El campo de velocidad terminal del modelo, que reproduce mediciones in situ, se anticorrelaciona con los valores de densidad y temperatura reconstruidos topográficamente en su región fuente en la corona interna y se correlaciona con su latitud terminal. Estos resultados apoyan la identificación de las líneas magnéticamente abiertas que rodean a Streamers como región fuente del viento solar lento.
The work of this thesis focuses on the observational characterization of the three- dimensional (3D) thermodynamic structure of the solar corona on a global scale during solar activity minima, by means of tomographic reconstructions. Also, 3D magnetohydrodynamic (MHD) simulations of the corona and solar wind are implemented, which allow the analysis of tomographic results in various coronal magnetic structures. The study covers the minima after the last three solar cycles (CSs), 22 to 24, during which solar activity indicators progressively decreased. The tomographic reconstructions are based on coronal images in extreme ultraviolet taken by three generations of space telescopes, EIT/SoHO, EUVI/STeReO and AIA/SDO, and in visible light by the LASCO-C2/SoHO space coronagraph. The MHD simulations, implemented using the Alfv ́en Wave Solar atmosphere Model (awsom), are based on synoptic photospheric magnetograms from the MDI/SoHO space instrument and the GONG ground-based network. The coronal minimum structure exhibits persistent global characteristics regardless of the level of activity of the preceding CS. These include the 3D structure of density and temperature, the degree of contrast in density and temperature between Streamers and CHs, and the presence of coronal arcs with decreasing temperature with height within Streamers. It is found that during the CS 23/24 minimum, the longest and lowest activity level of the three periods studied, the corona exhibited somewhat lower temperatures. The implications of different DEMT results for the study of the coronal heating problem are discussed. The MHD model reproduces the tomographic reconstruction of the 3D density and temperature distribution in the inner corona (r < 1.25 R ), but overestimates the reconstructed density at higher altitudes (2.5 − 6.0 R). The causes of discrepancies between the model and the reconstructions are discussed. The model’s terminal velocity field, which reproduces in situ measurements, anticorrelates with the tomographically reconstructed density and temperature values in its source region in the inner corona and correlates with its terminal latitude. These results support the identification of the magnetically open lines surrounding Streamers as the source region of the slow solar wind.
Fil: Lloveras, Diego Gustavo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.