La astrofísica permite entender aplicaciones concretas de la leyes físicas y constituye una herramienta didáctica para la enseñanza de la física. Específicamente conceptos de la física electromagnética como la polarización de la luz que permite estudiar diferentes objetos astrofísicos como: estrellas, planetas y galaxias. Este trabajo presenta una revisión histórica del fenómeno de polarización, conceptos físicos básicos, descritos desde las ecuaciones de Maxwell; serán presentados conceptos como los estados de polarización, los parámetros de Stokes y los procesos de polarización. Además algunas aplicaciones en la física solar, sistemas planetarios, materia interestelar, Masers astronómicos, púlsares y núcleos activos de galaxias (AGNs).
Articles • Rev. Bras. Ensino Fís. 40
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• 2018 • https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2018-0024 linkcopiar
Polarización de la luz: conceptos básicos y aplicaciones en astrofísica
Polarization of light: basic concepts and applications in astrophysics
Autoría
person Jenny Marcela Rodríguez
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Figuras | Fórmulas
imageFigura 1 Onda electromagnética, los puntos azules describen el campo magnético B, las líneas punteadas rojas corresponden al campo eléctrico E, x corresponde a la dirección de propagación, en este caso , y . Fuente: autora. open_in_new
imageFigura 2 Diferentes tipos de polarización: linear, elíptica y circular. La fase describe cada unos de los estados de polarización. Las flechas denotan el sentido de rotación, en este gráfico se presenta el caso específico de estados de polarización con sentido de rotación hacia la derecha. Fuente: Autora. open_in_new
imageFigura 3 La esfera de Poincaré tiene radio unitario. Cada punto en la superficie de la esfera representa uno de los posibles estados de polarización de un haz de luz monocromático. Fuente: Autora. open_in_new
imageFigura 4 Polarización por scattering o dispersión. Un haz de luz inicialmente no polarizado se mueve a lo largo del eje , incide sobre un centro de dispersión situado en el origen, después de la interacción la luz es polarizada linealmente en las direcciones e . Fuente: Autora. open_in_new
imageFigura 5 Dicroismo presente en las gafas con polaroid. En general, la luz parcialmente polarizada pasa a través de la lente polaroid transmitiendo sólo la componente de luz polarizada a lo largo de una dirección particular, ocasionando que la intensidad sea reducida. Fuente: Autora. open_in_new
imageFigura 6 Efecto Zeeman. Panel izquierdo: espectro y transiciones electrónicas en ausencia de campo magnético. Panel derecho: espectro en presencia de un campo magnético externo. Fuente: Autora. open_in_new
imageFigura 7 Región Activa solar NOAA 12443. Magnetograma observado con el instrumento HMI del satélite solar SOHO. Fuente: Solar Monitor https://www.solarmonitor.org/index.php?date=20151107®ion=12443 open_in_new
imageFigura 8 Medición de los parámetros de Stokes en la región solar AR NOAA 12443, medida usando el telescopio Hinode el 3 de Noviembre de 2015 a las 14:15:49 UT. Px denota la resolución espacial en pixels y es la longitud de onda. Fuente: [29] open_in_new
imageFigura 9 Atmósferas planetarias. a) Atmósfera de Mercurio en alta resolución observada por la misión MESSENGER de NASA. b) Silueta del Transbordador espacial Endeavour visto a contraluz en la atmósfera terrestre. La capa naranja es la troposfera, la capa blanca es la estratosfera y la capa azul es la mesosfera. c) La delgada y tenue atmósfera de Marte. d) Imagen en color y contraste de la atmósfera de Neptuno. Adaptado de: Universe Today- Space and Astronomy News https://www.universetoday.com/35796/atmosphere-of-the-planets/. open_in_new
imageFigura 10 Disco circunestelar alrededor de la estrella SAO 206462 https://phys.org/news/2011-10-spiral-arms-hint-presence-planets.html{#}jCp), una estrella joven en la constelación de Lupus. Imagen adquirida por el telescopio Subaru usando su instrumento HiCIAO. Adaptada de: https://phys.org/news/2011-10-spiral-arms-hint-presence-planets.html open_in_new
imageFigura 11 Región de formación estelar W3 (http://herschel.cf.ac.uk/results/w3-star-forming-region), a 6.200 años luz de distancia en el brazo de Perseus, uno de los brazos espirales de la vía Láctea, que alberga la formación de estrellas de baja y gran masa. Imagen del observatorio espacial Herschel, las estrellas de baja masa se ven como diminutos puntos amarillos incrustados en filamentos rojos fríos, mientras que las estrellas de mayor masa (con más de ocho veces la masa de nuestro sol) emiten radiación intensa, calentando el gas y el polvo a su alrededor y apareciendo en azul. Créditos de las imágenes: ESA/PACS & SPIRE consortia, A. Rivera-Ingraham & P.G. Martin, Univ. Toronto, HOBYS Key Programme (F. Motte). Adaptada de: https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=3748, open_in_new
imageFigura 12 Pulsar giratorio (animación), con su fuerte campo magnético girando junto con él. Nubes de partículas cargadas se mueven a lo largo de las líneas de campo y sus rayos gamma son emitidos por los campos magnéticos (Crédito: NASA / Goddard / CI Lab https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/neutron_stars1.html). open_in_new
imageFigura 13 Galaxia Activa Seyfert NGC 1068, una de las galaxias más estudiadas, caracterizada por una intensa actividad proveniente de su pequeño núcleo. Fuente: https://www.universetoday.com/39131/messier-77/ open_in_new
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