Análisis del efecto del término de Hall en hojas de corriente asociadas con erupciones solares

Jaimes González, Lizeth Daniela

Análisis del efecto del término de Hall en hojas de corriente asociadas con erupciones solares

dc.contributor.advisor	Lora Clavijo, Fabio Duván
dc.contributor.author	Jaimes González, Lizeth Daniela
dc.contributor.evaluator	Navarro Noguera, Anamaría
dc.contributor.evaluator	Chaparro Molano, German
dc.date.accessioned	2023-08-18T21:13:01Z
dc.date.available	2023-08-18T21:13:01Z
dc.date.created	2023-08-14
dc.date.issued	2023-08-14
dc.description.abstract	Las erupciones solares son manifestaciones altamente relevantes en la corona solar, ya que estos eventos representan los procesos de liberación de energía más violentos que ocurren en el sistema solar. Actualmente, la reconexión magnética es ampliamente aceptada en la comunidad científica como el mecanismo clave para la liberación de energía, tanto en erupciones solares como en diversos plasmas astrofísicos. A pesar de este consenso, todavía no se conocen completamente los detalles y mecanismos precisos de esta transferencia y conversión de energía. Por esta razón, se han desarrollado varios modelos teóricos que han permitido realizar simulaciones numéricas y contribuir así a la comprensión de la física asociada a estos mecanismos, incluyendo modelos como la magnetohidrodinámica Hall. Con el propósito de realizar un estudio sistemático sobre la influencia del término de Hall en las hojas de corriente asociadas a las erupciones solares, se lleva a cabo una comparación de la morfología, tasas de reconexión, flujo reconectado y energía transferida para los casos con y sin la inclusión del término de Hall en el sistema. Para ello, se realizan simulaciones numéricas de la reconexión magnética en una erupción solar, empleando una hoja de corriente de Harris con una resistividad localizada, en un entorno 2.5D. Además, con el objetivo de establecer un escenario considerablemente realista, se considera la influencia de la gravedad en el sistema. Estas simulaciones se llevan a cabo utilizando el código MAGNUS \citep{pro2}, el cual resuelve las ecuaciones de la magnetohidrodinámica resistiva y con flujo de calor. Por lo tanto, se incluyen los nuevos flujos de Hall en el código, así como el paso de tiempo adaptativo que tiene en cuenta los nuevos modos de onda generados por éste término. En términos generales, se observa que la presencia del efecto Hall en el proceso de reconexión magnética en las erupciones solares produce cambios en la morfología de la hoja de corriente, generando asimetría y regiones de difusión más pequeñas. Además, se ha encontrado que el efecto Hall aumenta la tasa de reconexión, lo cual concuerda con los valores reportados en observaciones y otras simulaciones numéricas. Por último, se ha observado que la presencia del efecto Hall tiene un impacto significativo en los flujos de energía entrantes, resultando en velocidades de hasta 400 km/s y liberaciones de energía del orden de $10^{26}$ erg en los flujos ascendentes. Estos valores son consistentes con los informados para las microerupciones.
dc.description.abstractenglish	Solar flares are highly relevant manifestations in the solar corona, as these events represent the most violent energy release processes in the solar system. Currently, magnetic reconnection is widely accepted in the scientific community as the key mechanism for energy release, both in solar flares and in various astrophysical plasmas. Despite this consensus, the precise details and mechanisms of this energy transfer and conversion are not yet fully understood. For this reason, several theoretical models have been developed that allow numerical simulations and thus contribute to the understanding of the physics associated with these mechanisms, including models such as Hall magnetohydrodynamics. In order to systematically study the influence of the Hall term on the current sheets associated with solar flares, a comparison of the morphology, reconnection rates, reconnected flux, and transferred energy is made for the cases with and without inclusion of the Hall term in the system. For this purpose, numerical simulations of magnetic reconnection in a solar flare using a Harris current sheet with localized resistivity are performed in a 2.5D environment. In addition, the influence of gravity on the system is considered in order to obtain a reasonably realistic scenario. These simulations are carried out with the MAGNUS code \citep{pro2}, which solves the equations of resistive magnetohydrodynamics and with heat flux. Therefore, the new Hall fluxes are included in the code, as well as the adaptive time step that takes into account the new wave modes generated by this term. In general, it is observed that the presence of the Hall effect in the magnetic reconnection process in solar flares produces changes in the morphology of the current sheet, generating asymmetry and smaller diffusion regions. In addition, it has been found that the Hall effect increases the reconnection rate, which is in agreement with the values reported in observations and other numerical simulations. Finally, it was observed that the presence of the Hall effect has a significant effect on the incoming energy fluxes, resulting in velocities of up to 400 km/s and energy releases of the order of $10^{26}$ erg in the upflows. These values are in agreement with those reported for micro-eruptions.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Matemática Aplicada
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14955
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Maestría en Matemática Aplicada
dc.publisher.school	Escuela de Física
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Magnetohidrodinámica
dc.subject	Erupciones solares
dc.subject	Reconexión magnética
dc.subject.keyword	Magnetohydrodynamics
dc.subject.keyword	Solar Flares
dc.subject.keyword	Magnetic Reconnection
dc.title	Análisis del efecto del término de Hall en hojas de corriente asociadas con erupciones solares
dc.title.english	Analysis of the Effect of the Hall Term on Current Sheets Associated with Solar Flares
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría