Espectropolarimetría Milne-Eddington para la cromosfera solar

Resumen

La aproximación Milne-Eddington es una de las más conocidas y utilizadas a la hora de resolver la Ecuación de Transporte Radiactivo, ya que proporciona una solución analítica de fácil interpretación El uso de esta aproximación implica la suposición de campos magnéticos y velocidades que son constantes con la profundidad óptica, y asume, además, que la función fuente que es lineal. Esto lleva a la aproximación a reproducir perfiles de Voigt simétricos, haciendo que funcione apropiadamente solo bajo condiciones de Equilibrio Termodinámico Local. Es por ello que, en el caso del Sol, su uso esta principalmente extendido al estudio de la fotosfera ya que en regiones cromosfericas y en la corona, las condiciones físicas del plasma solar no son de Equilibrio Termodinámico. Lites et al. (1988) propusieron una modificación de la aproximación en la que la función fuente tuviera dependencias exponenciales con la profundidad óptica. De esta forma estarían dando mayor grado de libertad a dicha aproximación, permitiéndole ajustar la forma de los perfiles cromosfericos. En este trabajo retomamos la idea de Lites et al. (1988), dando una expresión analítica de la solución de la Ecuación de Transporte Radiactivo aplicando esta nueva aproximación Milne-Eddington modificada. Además, hallaremos las funciones respuesta de los nuevos parámetros que introduce, las cuales nos ayudan a interpretar cual es el papel que juegan cada uno de ellos. Después ponemos en practica la aproximación y hacemos un estudio con modelos cromosfericos estándar; posteriormente, ajustamos en intensidad y polarización líneas de Mg I b2 y Ca II 854.2 a partir de datos de simulaciones magnetohidrodinámicas realistas (Carlsson et al., 2016), y compararemos los resultados con otras aproximaciones como la de campo débil o la técnica del centro de gravedad. Continuamos con un estudio la polarización por scattering y efecto Hanle, un fenómeno que se da en regiones de baja densidad. Para ello, resolvemos las Ecuaciones de Equilibrio Estadístico para una transición la que intervienen dos niveles atómicos. Su solución nos proporciona las poblaciones de dichos niveles y, con ellas, calculamos las señales de polarización generadas por los procesos scattering. Cerramos el trabajo estudiando los diagramas de polarización por scattering para el caso de la la línea de Mg I b2 imponiendo diferentes escenarios. Finalmente generamos el diagrama de polarización para las condiciones de una atmósfera Milne-Eddington modificada y damos una interpretación en base a los obtenidos con condiciones impuestas. Tras este estudio realizado sobre la aproximación Milne-Eddington modificada y a la vista de los resultados obtenidos, podemos confirmar que es una herramienta a la que sacar partido para explorar la cromosfera solar de una forma rápida y de fácil interpretación, dando lugar, incluso, a incorporar fenómenos como la polarización por scattering y el efecto Hanle.