Impacto del efecto Hall y la difusión ambipolar en la tasa de reconexión magnética y la distribución de energía en la magnetocola terrestre
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Date
2023-03-10
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Los procesos físicos que ocurren en la magnetosfera terrestre determinan cómo la masa y la energía del Sol afectan la Tierra, por lo que el estudio de la magnetosfera y su interacción con el viento solar es fundamental para comprender y predecir el clima espacial. Parte de esta interacción ocurre a través del proceso de reconexión magnética que se da en la magnetocola terrestre, donde el valor de la tasa de reconexión es una cantidad de interés debido a su relación con las perturbaciones geomagnéticas. Sin embargo, existe un problema abierto en torno al tema, pues se desconoce el fenómeno responsable de que la tasa tenga un valor del orden de 0.1. En el presente trabajo se realiza una comparación sistemática de simulaciones con efecto Hall y difusión ambipolar, con el fin de determinar su impacto en el valor de la tasa de reconexión. Las simulaciones numéricas son obtenidas a partir de la inclusión y modificación de subrutinas en MAGNUS, un código magnetohidrodinámico con el cual se estudian cuatro casos: resistivo, resistivo+Hall, resistivo+ambipolar, resistivo+Hall+ambipolar. Los resultados de esta tesis muestran que, para el modelo propuesto en el Geospace Environmental Modeling reconnection challenge, la presencia del efecto Hall produce un aumento significativo del flujo reconectado. La difusión ambipolar produce aumentos en el flujo respecto al caso únicamente resistivo, pero no tan grandes como los obtenidos con el efecto Hall. Finalmente, los cuatro casos de simulación se estudian usando otro modelo con magnitudes físicas características de la magnetocola terrestre. Allí las tasas de reconexión alcanzan valores cercanos a 0.1 para el caso resistivo+Hall+ambipolar seguido del resistivo+Hall, indicando que el efecto Hall es fundamental para obtener tasas con este valor, pero que también la difusión ambipolar juega un papel relevante.
Description
Keywords
Clima espacia, Magnetohidrodinámica, Reconexión magnétic, Efecto Hal, Difusión ambipolar.