Propiedades eléctricas del Sol

La esencia de la hipótesis del Sol Eléctrico es un análisis de las propiedades eléctricas de su fotosfera y cromosfera y de los efectos producidos en las partículas cargadas que las atraviesan. En los tres gráficos siguientes se muestra una sección transversal radial de un gránulo o celdilla de la fotosfera. El eje horizontal de cada uno de los gráficos es la distancia, medida radialmente hacia afuera, comenzando en un punto cerca de la base de la fotosfera (la verdadera superficie del Sol y que puede observarse únicamente a través de la sombra de las manchas solares). Casi todas las propiedades del Sol observadas se pueden explicar en base a estas tres gráficas. Por esa razón, gran parte de la discusión que sigue hace referencia a ellas.

Gráfico de las propiedades eléctricas del Sol

Energía, Fuerza del campo eléctrico y Densidad de carga, en función de la distancia desde la superficie del Sol

La primera gráfica representa la Energía por unidad de carga (positiva) de un ión como función de su distancia radial desde la superficie del Sol. Su unidad de medida es Voltios, V.

La segunda, el campo eléctrico E, muestra la fuerza radial hacia afuera (en el gráfico hacia la derecha) a la que está sometido un +ión.

La tercera muestra los puntos en los que las densidades de carga producirán los dos primeras gráficas. La cromosfera es la localización de la doble capa (DL) de carga eléctrica. Recordemos que una de las propiedades del plasma eléctrico es su excelente (aunque no perfecta) conductividad. Tal excelente conductor soportará solamente un campo eléctrico débil. Hay que notar en el segundo gráfico que los casi ideales plasmas de la fotosfera (región desde b hasta c) y la corona (desde e hacia afuera) son regiones de fuerza de campo eléctrico casi nulo.

Las tres gráficas están relacionadas matemáticamente. Mediante las leyes de la electro-física: E = – dV/dr, y la densidad de Carga = dE/dr. En otras palabras: el valor del campo E, en un punto r, es la pendiente (negativa) de la energía en ese punto. La razón del valor negativo en la primera expresión es que la fuerza de una partícula cargada positivamente está por debajo de la “meseta” de potencial, no por encima. El valor de la densidad de carga en un punto r, es la pendiente del campo E en dicho punto. Las dos capas de densidad de carga opuesta necesarias para producir la curva de energía compuesta entre los puntos c y e es precisamente la doble capa (DL). Se trata de un fenómeno bien conocido en las descargas de plasma. Debido a las DL situada entre los puntos c y e, un +ión a la derecha del punto e no experimenta ninguna fuerza electrostática proveniente de los +iones a la izquierda del punto c. El “plasma primario” de la coronay  el “plasma secundario” de la fotosfera quedan separados por la DL, una bien conocida y a menudo observada propiedad de los plasmas.

La gráfica de la energía es válida para partículas cargadas positivamente. Debido a que un campo E positivo representa una fuerza radial hacia afuera (hacia la derecha en la gráfica) por unidad de carga de tal partícula, la región donde el campo E es negativo (desde a hasta b) constituye una fuerza hacia adentro. Esta región de la fotosfera inferior es, entonces, una barrera energética que deben remontar los +iones para escapar desde el cuerpo del Sol. Cualquier +ion que intente escapar hacia afuera desde el interior del Sol deberá tener la suficiente energía para superar esta barrera de energía. Así pues, la presencia de una capa de carga positiva en la base de la celdilla de plasma hace de limitación para la fuga ilimitada de +iones desde la superficie del Sol.