Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
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Primera parte: estudio empírico del interior y la baja atmósfera solar
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Tema 1. Propiedades globales del Sol.
Tema 2. Estudio del interior solar
2.1 Modelos de interior estelar. Reacciones nucleares.
2.2 Controversia de los neutrinos solares
2.3 El modelo estándar del interior solar
2.4 Heliosismología
Tema 3. Estudio de la atmósfera solar
3.1 Propiedades generales de la atmósfera solar. Convección y transporte por radiación.
3.2 Transporte radiativo.
3.2.1 Radiación polarizada
3.2.2 Ecuaciones de equilibrio estadístico y ecuación de transporte para luz polarizada.
3.2.3 Efecto Zeeman y Hanle
3.3 Inferencia de propiedades físicas de la atmósfera solar
Tema 4. Magnetismo de la atmósfera solar
4.1 Fotosfera
4.2 Cromosfera
4.3 Corona (estructuras frías)
4.4 Conectividad
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Segunda parte: estudio teórico del interior y la baja atmósfera solar
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Tema 5. Convección y oscilaciones: aspectos teóricos y simulaciones
5.1 Ondas en fluidos isotermos y no isotermos, con y sin gravedad.
5.2 Formación de modos estacionarios en el Sol: modos p y g.
5.3 Revisión de métodos de inversion de sismología para recuperar las propiedades del interior solar
5.4 Convección y granulación: simulaciones numéricas de convección.
5.5 Supergranulación, mesogranulación, celdas gigantes. Explicación de las diversas escalas.
5.6 Generación de ondas de sonido. Generación de vorticidad.
5.7 Forma de líneas espectrales en modelos de convección.
Tema 6. Magnetohidrodinámica del Sol
6.1 Ecuaciones de la MHD. Número de Reynolds magnético. Consecuencias de la ecuación de inducción en el limite Rm<<1. Difusión del campo.
6.2 Consecuencias de la ecuación de inducción en el limite Rm>>1. Congelación del campo.
6.3 Concentración del campo por los movimientos convectivos, inhibición de la convección por campos fuertes, magnetoconvección, campos potenciales y libres de fuerza.
6.4 Simulaciones numéricas de magnetoconvección de Galloway & Weiss.
6.5 Colapso convectivo, flotabilidad de campo, expansión de campo con altura, depresión Wilson, efecto Evershed por flotabilidad de tubos calientes.
6.6 Simulaciones numéricas de magnetoconvección en campos fuertes y débiles. Estructuras magnéticas en la fotosfera del sol: manchas, poros, fáculas, red fotosférica y Sol en calma. Explicación de ellas en términos de MHD y MHS.
6.7 Simulaciones de emergencia de flujo magnético y simulaciones de manchas, puntos umbrales y la penumbra.
Tema 7. Modelos de estructuras cromosféricas y su dinámica
7.1 Ondas MHD. Ecuaciones en equilibrio y perturbadas. Ondas magneto-acústicas y de Alfvén. Velocidad de fase. Relación entre las magnitudes perturbadas.
7.2 Ondas MHD. Propagación en una dirección arbitraria.
7.3 Ondas magneto-acústicas rápidas y lentas. Diagrama de velocidad de fase. Diagrama polar.
7.4 Transformación de modos por estratificación. Refracción de modo rápido.
7.5 Aproximación WKB para calcular las trayectorias de las ondas.
7.6 Transformación de modos por estratificación en 3D. Transformación a modo Alfvén. Dependencia del ángulo.
7.7 Evidencias observacionales de transformación de modos en el plasma magnetizado solar. Efecto rampa. Modos rápidos y lentos en una mancha. Propagación de modo lento en manchas hacia la corona.
7.8 Halos acústicos. Periodicidad de ondas observadas en umbras y penumbras de manchas solares.
7.9 Mecanismos de calentamiento de la cromosfera.
7.10 Modelos de espículas.
7.11 Filamentos y protuberancias. Estructura, equilibrio y dinámica.
Tema 8. Ciclo solar y rotación.
8.1 Ciclo solar y sus propiedades observacionales.
8.2 Dínamo solar: básicos.
8.3 Modelos numéricos de la rotación diferencial y dínamo solar. Modelo de Parker de dínamo alfa-omega oscilatoria, modelos de campo medio.
8.4 Predicciones del ciclo. Mínimo de Maunder.
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Tercera parte: la corona, heliosfera y el clima espacial
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Tema 9. La Corona solar
9.1 Observaciones: misiones espaciales de rayos X y EUV.
9.2 Transporte radiativo en plasmas ópticamente delgados: enfriamiento radiativo
9.3 Estructuras magnéticas en equilibrio. Bucles coronales. Cálculo de estructuras magnéticas mediante extrapolación de datos fotosféricos o cromosféricos.
9.4 El problema del calentamiento coronal: la diatriba calentamiento por ondas frente a calentamiento por reconexión
9.5 Fenómenos eruptivos: llamaradas solares. Modelo CSHPK. Eyecciones coronales de masa (CME)
Tema 10. Clima espacial
10.1 El viento solar y la heliosfera.
10.2 La magnetosfera de la Tierra: estructura general. Misiones espaciales magnetosféricas
10.3 Tormentas solares: resumen de propiedades físicas. Impacto en la sociedad.
10.4 La física de las tormentas solares: impacto de CMEs en la magnetosfera.
10.5 Reconexión en la magnetopausa y en la cola magnética. La misión MMS de la NASA. Auroras.
Actividades a desarrollar en otro idioma
Al menos parte de los materiales audiovisuales y escritos distribuidos entre los alumnos durante el curso estarán en inglés.
