The internal structure of rising twisted magnetic tubes and the emergence of magnetic flux in the sun

Abstract

En el presente trabajo se muestra que el retorcimiento de las líneas del campo magnético, la flotación diferencial y la dinámica de vórtices son ingredientes fundamentales de la física que gobierna el ascenso de tubos de flujo magnético flotantes a través de la zona de convección solar, Con este fín se considera un tubo magnético horizontal de longitud infinita y cuyas líneas de campo están enroscadas alrededor del eje central, utilizando las ecuaciones completas de la magnetohidrodinámica en dos dimensiones. El trabajo se divide en dos partes, una analítica y otra numérica. En la primera parte se considera la gravedad y una perturbación arbitraria de la presión a lo largo del borde del tubo, tratando ambas como pequeñas perturbaciones. Se encuentra que un ángulo de rosca grande es necesario para evitar deformaciones grandes de los tubos. En la segunda parte se estudia numéricamente la evolución de un tubo con este grado de enroscamiento, lo que permite el análisis de la dinámica de vórtices asociada. Finalmente se discute la aplicación de los resultados a la teoría de la actividad magnética en el Sol.