Quizá estés leyendo este artículo mientras te tomas un café. Al
removerlo con la cucharilla, en el líquido se van formando vórtices que
generan remolinos cada vez más pequeños y terminan por desaparecer.
Podríamos describir este fenómeno como una cascada de vórtices de tamaño
descendente. Además, el movimiento de la cucharilla pone el líquido
caliente en contacto con el aire más frío, por lo que el calor del café
puede escapar de forma más eficiente a la atmósfera y este se enfría.
En el espacio encontramos un efecto similar en las partículas
atómicas cargadas eléctricamente —el plasma de viento solar— que libera
nuestro Sol, aunque con una diferencia fundamental: en el espacio no hay
aire. Aunque la energía emitida por el Sol en el viento solar se
transfiere a escalas cada vez menores en cascadas de turbulencias, como
sucede con el café, se ha visto que la temperatura del plasma aumenta en
vez de disminuir, ya que no hay aire frío que la detenga.
El modo exacto en que se calienta el plasma de viento solar es un
tema candente de la física espacial, ya que está más caliente de lo que
se esperaría en un gas en expansión y apenas se producen colisiones.
Algunos científicos han sugerido que podría deberse al carácter
turbulento del plasma de viento solar.
Ahora, una serie de simulaciones por superordenador están
contribuyendo a comprender estos movimientos complejos. La imagen aquí
mostrada procede de una de estas simulaciones: representa la
distribución de la densidad de corriente en el plasma de viento solar
turbulento. En ella, los filamentos y vórtices localizados aparecen como
consecuencia de la cascada de energía turbulenta. Los colores azul y
amarillo muestran las corrientes más intensas (en azul para los valores
negativos y amarillo para los positivos).
Estas estructuras coherentes no son estáticas, sino que evolucionan
en el tiempo e interactúan entre sí. Además, entre las islas, la
corriente es muy intensa y crea regiones de elevado estrés magnético y,
en ocasiones, un fenómeno conocido como reconexión magnética. Es decir,
cuando las líneas de campos magnéticos en sentido opuesto se acercan,
pueden realinearse repentinamente, formando nuevas configuraciones y
liberando grandes cantidades de energía que pueden provocar un
calentamiento localizado.
Este tipo de efectos han sido observados en el espacio, por ejemplo,
por el cuarteto de satélites Cluster de la ESA en órbita terrestre, en
el viento solar. Cluster también descubrió signos claros de remolinos
turbulentos de hasta varias decenas de kilómetros mientras el viento
solar interactuaba con el campo magnético de la Tierra.
Esta cascada de energía puede contribuir al calentamiento general del
viento solar, una cuestión que también intentará abordar la futura
misión Solar Orbiter de la ESA.
Entretanto, ¡disfrutemos de las cascadas turbulentas que forman los vórtices de nuestros cafés
esa
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