¿Cómo conduce la superficie del sol la energía térmica desde la zona convectiva hacia la corona?

De hecho, ha identificado un área clave de investigación en curso conocida como el problema del calentamiento coronal .

Primero, dejemos una cosa fuera del camino. Usted pregunta:

¿O hay algún tipo de materia con propiedades termoconductoras que pueda lograr esto?

No puede haber tal material. Cualquier material que difunda pasivamente el calor de una región más fría a una más cálida violaría las leyes de la termodinámica.

Pero, de hecho, el perfil de temperatura del Sol no es monótono, alcanzando un mínimo cerca de la fotosfera (la superficie desde la cual un fotón típico se dispersa/emite por última vez antes de llegar a nosotros). Para que la temperatura aumente lejos de la fuente de calor, debe haber algún proceso no térmico.

Ayuda un poco notar que la corona es extremadamente difusa. Por lo tanto, no buscamos necesariamente una gran cantidad de transporte de calor no térmico en comparación con la cantidad de calor transportado a través de la radiación térmica a través de la corona. Wikipedia da la fracción como una parte en$40{,}000$. Además, las inversiones de temperatura en atmósferas delgadas no son nada nuevo .

Hay dos ideas principales que se discuten para resolver el problema, ambas involucran campos magnéticos en plasmas.

En el calentamiento por ondas , la idea es que las ondas se lanzan desde algún lugar debajo de la corona, viajan a la altura adecuada y luego chocan, calentando el plasma. En la magnetohidrodinámica ideal (MHD, la teoría de los fluidos perfectamente conductores perfectos, que suena como un montón de suposiciones, pero de hecho es bastante aplicable a muchos plasmas astrofísicos), hay ondas de entropía (que también se encuentran en la hidrodinámica simple, HD), lentas y rápidas. ondas magnetosónicas (algo análogas a las ondas de sonido en HD) y ondas de Alfvén (un fenómeno puramente magnético). Al igual que en HD, una onda viajera suave MHD (piense en una sinusoide) eventualmente se convertirá en un choque (donde varias cantidades se vuelven discontinuas), y los choques pueden aumentar la entropía/temperatura a medida que pasan.

Las preguntas son si tales ondas realmente se propagan en la corona, cuándo chocarían y cuánto calor se disiparía realmente.

La otra teoría es la de la reconexión magnética . Este es un proceso no ideal, en el que el llamado congelamiento de flujo ya no es válido. Para el fondo, en MHD ideal, se puede pensar que las líneas de campo magnético avanzan con el movimiento del fluido: los campos magnéticos no pueden derivar en relación con el fluido, ya que su naturaleza conductora tendría una reacción inversa del 100% restaurando el campo (piense en la ley de Lenz ). Sin embargo, en algún momento, nuestras suposiciones deben romperse (debido, por ejemplo, a la naturaleza discreta de la materia).

La reconexión se puede visualizar como líneas de campo magnético opuestas que se anulan entre sí. Sin embargo, la conservación de la energía exige que la energía magnética faltante se convierta en algo, calor en nuestro caso. Sabemos que la reconexión debe ocurrir en algún nivel, pero nuevamente es una cuestión de detalles aplicados a la corona. Por ejemplo, se observa que las estimaciones ingenuas de la tasa de reconexión que simplemente colocan un término de resistividad eléctrica en las ecuaciones son incorrectas en varios órdenes de magnitud.

Creo que estoy un poco por encima de mi cabeza, pero no creo que sea convección. La Corona, debido a la alta gravedad del sol, se adelgaza muy rápidamente.

http://sunearthday.gsfc.nasa.gov/2008/TTT/58_hotcorona.php

del artículo:

¡Sería como estar en su cocina lejos del horno abierto, pero sintiendo temperaturas casi 100 veces más altas que las que había dentro del horno!

Eso no es convección. La convección no hace eso. Probablemente sea algún tipo de conversión de energía. La energía magnética se convierte en energía térmica.

http://en.wikipedia.org/wiki/Nanoflares

Según Parker, una nanollamarada surge de un evento de reconexión magnética que convierte la energía almacenada en el campo magnético solar en el movimiento del plasma. El movimiento del plasma (pensado como movimiento de un fluido) ocurre en escalas de longitud tan pequeñas que pronto se ve afectado por la turbulencia y luego por la viscosidad. De esta manera, la energía se convierte rápidamente en calor y los electrones libres la conducen a lo largo de las líneas del campo magnético más cerca del lugar donde se enciende la nanollamarada. Para calentar una región de emisión de rayos X muy alta, sobre un área de 1" x 1", una nanollamarada de$10^{17}\ \mathrm{J}$debería ocurrir cada 20 segundos, y 1000 nanoflares por segundo deberían ocurrir en una gran región activa de$10^5 \times 10^5\ \mathrm{km^2}$. En base a esta teoría, la emisión proveniente de una gran llamarada podría ser causada por una serie de micro-nanollamaradas, no observables individualmente.

Vale la pena señalar que esta es solo una de las 3 teorías principales y no hay certeza absoluta sobre cómo funciona, pero el primer artículo que publiqué sugirió que hay alguna evidencia de que las microllamaradas son la causa principal.
( https://www.nasa.gov/content/goddard/best-evidence-yet-for-coronal-heating-theory y http://iopscience.iop.org/0004-637X/790/2/112/ )