¿Cuál es la temperatura de la atmósfera solar (la corona) y cómo se mide?

Esta es una pregunta bastante amplia y no será una respuesta completa.

No hay una temperatura única para la corona solar. La temperatura coronal varía en un orden de magnitud de un lugar a otro. hace mas calor ($\sim 10^{7}$K) en bucles magnéticos que experimentan destellos, que tienden a estar anclados en regiones de baja latitud. Es más genial (un poco menos que$10^{6}$k en agujeros coronales que suelen estar en latitudes altas. Incluso es difícil llegar a un número promedio, porque no está del todo claro cómo se deben ponderar las distintas piezas en cualquier promedio. También es cíclico, en el sentido de que la actividad magnética y las temperaturas coronales promedio varían con todos los demás fenómenos magnéticos del Sol en un período de aproximadamente 11 años. Si lo ponderas por la medida de emisión , que es la densidad al cuadrado por el volumen, entonces la corona solar está entre$10^{6}$K en el mínimo solar a aproximadamente$3\times 10^{6}$K en el máximo solar.

La temperatura del plasma coronal se puede medir mediante espectroscopia de rayos X. Si asume que el plasma se puede representar mediante una temperatura de equilibrio, entonces puede hacer una predicción de cómo se verá el espectro de rayos X/EUV. Hasta cierto punto, el espectro también dependerá de la composición del plasma y también de su densidad, pero esto produce diferencias comparativamente menores en comparación con los cambios de temperatura y se pueden estimar simultáneamente en la mayoría de los casos.

Para las estrellas, esencialmente haces lo mismo pero con peores datos. Aquí está obteniendo algún tipo de temperatura promedio para toda la corona; no hay resolución espacial. Los observatorios satelitales de rayos X como Chandra y XMM-Newton tienen espectrógrafos de rejilla y detectores con sensibilidad energética que pueden registrar espectros de rayos X de las estrellas. Luego usa un software como XSPEC junto con un modelo de plasma ópticamente delgado, como el de Mewe-Kaastra-Liedahl (y sin olvidar incluir la absorción por el medio interestelar) para obtener la mejor temperatura de ajuste para el espectro medido.

En cuanto a cómo se compara el Sol con otras estrellas, un excelente punto de partida es la revisión de Guedel (2007) . Un breve resumen sería que la temperatura de una corona estelar depende de su velocidad de rotación: cuanto más rápido gira, más caliente está. Debido a que las estrellas (individuales) pierden momento angular y, por lo tanto, giran más lentamente a medida que envejecen, tanto la luminosidad de los rayos X como la temperatura coronal (promedio) disminuyen con la edad.

Telleschi et al. (2005) estudiaron análogos solares en una variedad de edades. Encontraron una relación de que la temperatura promedio

$$\langle T \rangle = 1.16\times10^{7} P_{\rm rot}^{-0.48}\ {\mathrm K},$$ donde el periodo de rotación $P_{\mathrm rot}$es en días.

Dado que el período de rotación y la edad están vinculados por una relación de "girocronología" aproximadamente de la forma$P_{\rm rot} \simeq 27 (t/4.5\ {\rm Gyr})^{1/2}$, por$t \geq 100$Myr, esto significa que

$$\langle T \rangle = 2.4\times10^{6} (t/4.5\ {\rm Gyr})^{-0.24}\ {\mathrm K}.$$ A edades inferiores a 100 Myr, las coronas se "saturan" con la luminosidad y la temperatura de una estrella de 100 Myr.

En general, las estrellas con temperaturas fotosféricas más frías que la del Sol tienden a tener coronas más calientes, mientras que aquellas con fotosferas más cálidas tienen coronas más frías. Las estrellas con tipos espectrales A básicamente no tienen coronas, y las estrellas O y B más calientes tienen vientos coronales que se calientan por mecanismos completamente diferentes a la corona solar.