En una conferencia de prensa brindada por la Sociedad Astronómica de Estados Unidos, la cual se llevó a cabo hoy, en Boulder, Colorado, los investigadores anunciaron que un chorro de gas en las profundidades del Sol se encuentra migrando más lentamente de lo normal en el interior de la estrella, dando como resultado la falta de manchas solares que se observa en la actualidad.
Rachel Howe y Frank Hill, del Observatorio Solar Nacional (NSO, por su sigla en idioma inglés), ubicado en Tucson, Arizona, usaron una técnica llamada heliosismología para detectar y seguir el rastro de chorros de gas a una profundidad de 7.000 km por debajo de la superficie solar. Cada 11 años, el Sol genera nuevos chorros cerca de sus polos, explicaron los expertos a un grupo de periodistas y colegas que colmaron la sala de conferencias. Estas corrientes de gas, migran lentamente desde los polos hacia el ecuador y cuando un chorro alcanza la latitud crítica de 22 grados, comienza un nuevo ciclo de manchas solares.
Arriba: Un mapa heliosísmico del interior solar. Las bandas inclinadas, de color rojo y amarillo, denotan los chorros de gas en el interior del Sol. Los contornos negros indican la actividad de las manchas solares. Cuando los chorros alcanzan una latitud crítica, cercana a 22 grados, la actividad de las manchas solares se intensifica. [Imagen ampliada] [Más gráficos]Howe and Hill descubrieron que la corriente de gas asociada con el próximo ciclo solar se ha movido lentamente; le tomó tres años cubrir un rango de 10 grados en latitud, en comparación con solamente los dos años del ciclo solar pasado.
Ahora, el chorro está finalmente llegando a la latitud crítica, anunciando de este modo el regreso de la actividad solar en los próximos meses y durante los años que vienen.
"Es facinante ver", dice Hill, "que justo después de que este aletargado chorro llega a la típica latitud de actividad de 22 grados, un año más tarde, finalmente comenzamos a observar que aparecen nuevos grupos de manchas solares".
El mínimo solar actual ha sido tan largo y profundo que llevó a algunos científicos a sugerir que el Sol podría estar entrando en un largo período en el que no habría actividad solar en absoluto, similar al Mínimo de Maunder del siglo 17. Los nuevos resultados disipan las preocupaciones. La dínamo magnética interna del Sol sigue funcionando y el ciclo de manchas solares no será "interrumpido".
Debido a que fluye por debajo de la superfice del Sol, el chorro de gas no es directamente visible. Hill y Howe trazaron los movimientos ocultos a través de la heliosismología. Las masas en moviento dentro del Sol envían ondas de presión que cruzan el interior estelar. Los denominados "modos-p" ("p" por "presión") rebotan en su interior y provocan que el Sol suene como una enorme campana. Estudiando las vibraciones de la superficie del Sol es posible saber lo que está sucediendo en su interior. Técnicas similares son usadas por los geólogos para crear mapas del interior de nuestro planeta.
En este caso, los investigadores combinaron datos proporcionados por GONG y SOHO. GONG, acrónimo de "Global Oscillation Network Group" (Grupo de la Red Global de Oscilaciones), es una red de telescopios que se encuentra dirigida por el NSO y que mide la vibraciones solares desde varios puntos de la Tierra. El SOHO (Solar and Heliospheric Observatory, en idioma inglés u Observatorio Solar y Heliosférico, en idioma español) hace mediciones similares, pero desde el espacio.
"Este es un descubrimiento importante", dice Dean Pesnell, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA. "Muestra cómo los flujos de gas dentro del Sol se encuentran ligados a la creación de manchas solares, y cómo los chorros pueden afectar el tiempo relacionado con el ciclo solar".
Hay, sin embargo, mucho por aprender aún.
"Todavía no entendemos exactamente cómo los chorros de gas provocan la producción de manchas solares", dice Pesnell. "Tampoco comprendemos completamente cómo se generan estos chorros".
Para resolver estos misterios, así como algunos otros, la NASA planea lanzar el Observatorio de Dinámica Solar (SDO, por su sigla en idioma inglés) en los próximos meses. El SDO está equipado con sofisticados sensores heliosismológicos que permitirán examinar el interior del Sol mejor que nunca.
"El Generador de Imágenes Magnéticas y Heliosísmicas (HMI, por su sigla en idioma inglés), ubicado a bordo del SDO, mejorará nuestro conocimiento sobre estos chorros y otros flujos internos al proveer imágenes del disco completo a profundidades del Sol cada vez mayores", relata Pesnell.Un continuo seguimiento y estudio de los chorros solares podría ayudar a los investigadores a realizar algo sin precedentes: pronosticar con gran certeza el comportamiento de los ciclos solares en el futuro. ¡Manténgase en sintonía para conocer más sobre el tema!
Mayo 29, 2009: Un panel internacional de expertos, dirigido por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration o NOAA, en idioma inglés) y patrocinado por la NASA, ha hecho pública una nueva predicción para el siguiente ciclo solar. El Ciclo Solar 24 llegará a su máximo, dicen, en mayo de 2013, con una cantidad de manchas solares menor al promedio.
"Si nuestra predicción es correcta, el Ciclo Solar 24 tendrá una cantidad máxima de 90 manchas, el número más bajo de todos los ciclos contados desde 1928, cuando el ciclo solar 16 alcanzó un pico de 70 manchas", dice el jefe del panel, Doug Biesecker, del Centro de Pronósticos del Clima Espacial (Space Weather Prediction Center, en idioma inglés) de la NOAA.Derecha: Una llamarada solar observada en diciembre de 2006 por el satélite GOES-13 de la NOAA.
Es tentador describir a un ciclo de estas características como "débil", o "suave", pero eso podría dar una impresión equivocada.
"Aún estando por debajo del promedio, cualquier ciclo solar es capaz de producir condiciones climáticas espaciales severas", hace notar Biesecker. "La gran tormenta geomagnética de 1859, por ejemplo, tuvo lugar durante un ciclo solar de tamaño similar al que estamos prediciendo para 2013".
La tormenta que se produjo en 1859, conocida como el "Evento Carrington" en honor al astrónomo Richard Carrington, quien presenció aquella tremenda llamarada solar, electrificó cables de transmisión, provocó incendios en oficinas de telégrafos y produjo auroras boreales tan brillantes que se podía leer el diario bajo su luz entre rojiza y verdosa. Un informe reciente, proporcionado por la Academia Nacional de las Ciencias, llegó a la conclusión de que si una tormenta similar ocurriese en la actualidad podría causar entre 1 y 2 billones de dólares en daños a la infraestructura de nuestra sociedad altamente tecnológica, y llevaría de cuatro a diez años lograr una completa recuperación. A modo de comparación, el huracán Katrina causó daños por "tan sólo" 80 a 125 mil millones de dólares.
Arriba: Esta gráfica que representa la cantidad de manchas solares muestra el máximo de intensidad medido en el ciclo pasado, en color azul, y el máximo de intensidad predicho para el próximo ciclo, en color rojo. Crédito: Centro de Predicción del Clima Espacial/NOAA.
El pronóstico más reciente se basa en la revisión de una predicción anterior, hecha en 2007. Ese año, un panel de expertos, dividido en dos posturas, creía que el mínimo solar ocurriría en marzo de 2008, seguido de un fuerte máximo solar en 2011 o de un máximo débil en 2012. Los modelos en pugna daban diferentes respuestas y los investigadores estaban ansiosos por saber a cuál se acercaría más el Sol.
"Ocurrió que ninguno de los dos modelos era totalmente correcto", dice Dean Pesnell, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales, quien era el representante de la NASA en dicho panel. "El Sol se está comportando de una manera inesperada y muy interesante".
Los investigadores han sabido del ciclo solar desde mediados de 1800. Las gráficas que representan la cantidad de manchas solares contadas desde aquellos días se asemejan a una montaña rusa; suben y bajan con un período de aproximadamente 11 años. A simple vista, parece ser un patrón regular, pero predecir los picos y los valles ha resultado ser algo problemático. Los ciclos varían en longitud, aproximadamente entre 9 y 14 años. Algunos picos son altos, otros son bajos. Los valles son usualmente cortos y duran apenas un par de años, pero a veces se extienden y se vuelven mucho más largos. En el siglo 17, el Sol se hundió en un período de 70 años sin manchas, el cual se conoce en la actualidad como el Mínimo de Maunder, y aún intriga a los científicos.
Arriba: Cantidad promedio de manchas solares por año, entre 1610 y 2008. Los investigadores creen que el recién iniciado Ciclo Solar 24 será similar al ciclo que tuvo su máximo de intensidad en 1928, indicado con una flecha roja en la gráfica. Crédito: NASA/MSFCAhora mismo, el ciclo solar está en un valle —el más profundo del último siglo. En 2008 y 2009, el Sol ha batido récords de la Era Espacial respecto de la cantidad más baja de manchas, del viento solar débil y de la baja irradiancia solar. Han transcurrido más de dos años sin que el Sol emita una llamarada solar de dimensiones significativas.
"En nuestras carreras profesionales, nunca habíamos visto nada semejante", dice Pesnell. "El mínimo solar ha durado mucho más de la fecha que predijimos en 2007".
En los últimos meses, sin embargo, el Sol ha comenzado a mostrar señales de vida, aunque muy timoratas. Pequeñas manchas y "proto-manchas" solares comienzan a aparecer con mayor frecuencia. Enormes corrientes de plasma en la superficie solar (conocidas como "flujos de zona") comienzan a incrementar su intensidad y se mueven lentamente hacia el ecuador solar. Los radio astrónomos han detectado un pequeño pero significativo aumento de las emisiones solares en ondas de radio. Todas estas cosas son las precursoras de un despertar del Ciclo Solar 24 y forman la base del nuevo, y casi unánime, pronóstico proporcionado por el panel de científicos.
De acuerdo con el pronóstico, el Sol debería de permanecer en calma durante, al menos, un año más. Desde el punto de vista de las investigaciones, esas son buenas noticias porque el mínimo solar ha demostrado ser más interesante de lo que cualquiera hubiese imaginado. La baja actividad solar tiene un efecto profundo sobre la atmósfera terrestre, pues le permite enfriarse y contraerse. La basura espacial se acumula en órbita alrededor de la Tierra porque hay menos arrastre aerodinámico. El tranquilo viento solar produce menos tormentas magnéticas alrededor de los polos de la Tierra. Los rayos cósmicos que normalmente son rebotados por el viento solar, se cuelan en cambio hacia el interior del ambiente cercano a la Tierra. Hay otros efectos secundarios, también, que pueden solamente ser estudiados conforme el Sol permanezca en calma.
Mientras tanto, al Sol poco le importan los comités humanos. Podría haber más sorpresas, concuerdan los panelistas, y con ello más revisiones del pronóstico.
"Adelante, marque su calendario para mayo de 2013", dice Pesnell. "Pero márquelo con lápiz".
Abril 1, 2009: El ciclo de manchas solares se está comportando como la bolsa de valores. Justo cuando uno piensa que ha tocado fondo, el pozo se hace más hondo.
El año 2008 experimentó una baja. No se observaron manchas solares en 266 de los 366 días del año (73%). Para hallar un año con más soles "en blanco", debemos remontarnos a 1913, cuando se registraron 311 días de soles sin manchas: gráfico. Insitados por estos números, algunos observadores han sugerido que el ciclo solar tocó fondo en 2008.
Pero tal vez no sea así. La cantidad de manchas solares para 2009 ha disminuído todavía más. Hasta el 31 de marzo, no se habían observado manchas solares en 78 de los 90 días que iban del año (87%).
Todo parece apoyar una ineludible conclusión: "Estamos experimentando un mínimo solar muy profundo", dice el físico solar Dean Pesnell, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales.
"Éste es el Sol más quieto que hemos presenciado en casi un siglo", concuerda el experto en manchas solares David Hathaway, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales.
Arriba: El ciclo solar desde 1995 hasta el presente. La zigzagueante curva traza las manchas solares vistas. Las curvas más suaves representan los datos y las predicciones de un pronosticador sobre actividad solar futura. Créditos: David Hathaway, NASA/MSFC. [Más información]Los soles más quietos se observan aproximadamente cada 11 años. Eso es una parte natural del ciclo de manchas solares, descubierto por el astrónomo alemán Heinrich Schwabe, a mediados de 1.800. Las manchas solares son islas magnéticas del tamaño de un planeta, ubicadas sobre la superficie del Sol; son una fuente de llamaradas solares, eyecciones de masa coronal e intensa radiación ultravioleta. Construyendo gráficos sobre la cantidad de manchas solares, Schwabe notó que los picos de intensidad en la actividad solar eran seguidos siempre por valles de calma relativa (un patrón de tipo reloj que se ha mantenido por más de 200 años): gráfico.
El mínimo solar actual es parte de ese patrón. De hecho, ha llegado justo a tiempo. "Ya nos tocaba".Pero, ¿se supone que sea así de calmo? En 2008, el Sol anotó las siguientes marcas:
Presión de viento solar más baja en 50 años: Las medidas tomadas por la nave espacial Ulysses revelaron una caída del 20% en la presión del viento solar, desde mediados de la década de 1990 (el punto más bajo registrado desde que se comenzó a tomar medidas, en la década de 1960). El viento solar ayuda a mantener los rayos cósmicos galácticos fuera del sistema solar interno. No obstante, con la agitación del viento solar, más rayos cósmicos pueden ingresar, lo cual incrementa los peligros para la salud de los astronautas. Un viento solar más débil también representa una menor cantidad de tormentas geomagnéticas y auroras sobre la Tierra.
Mínimo de 12 años de duración de la "irradiancia" solar: Medidas tomadas cuidadosamente utilizando varias naves espaciales de la NASA demuestran que el brillo solar se ha reducido un 0,02% en longitudes de onda visibles y un 6% en longitudes de onda del ultravioleta extremo desde que ocurrió el mínimo solar de 1996. Al menos hasta el momento, estos cambios no son suficientes como para revertir el curso del calentamiento global, pero sí existen algunos efectos secundarios importantes: la atmósfera superior de la Tierra recibe menos calor del Sol y está, por lo tanto, menos "hinchada". Los satélites en órbitas terrestres bajas experimentan una menor resistencia atmosférica, lo cual contribuye a extender su vida útil. Lamentablemente, también la basura espacial orbita la Tierra por más tiempo, aumentando de este modo el peligro al que están expuestas las naves espaciales y los satélites.
Arriba: Mediciones de la irradiancia solar total (luminosidad recogida a través de todas las longitudes de onda) tomadas durante la era espacial. El gráfico, suministrado por el investigador C. Fröhlich, fue exhibido por Dean Pesnell durante la reunión de la AGU, llevada a cabo durante el otoño de 2008 como parte de una conferencia a la que llamaron "¿Qué es el mínimo solar y por qué debe importarnos?"Mínimo de 55 años en las emisiones radiales del Sol: Después de la Segunda Guerra Mundial, los astrónomos comenzaron a documentar la luminosidad del Sol a diferentes longitudes de onda. Flujos de 10,7 cm de magnitud fueron registrados ya a comienzos de la década de 1950. En la actualidad, utilizando radiotelescopios se está registrando el "radio del Sol" más tenue desde 1955: gráfico. Algunos investigadores creen que la disminución en las emisiones de radio indican debilidad en el campo magnético global del Sol. Nadie está seguro, sin embargo, porque todavía no se conoce bien la fuente de las emisiones de radio, a pesar de que han sido monitorizadas ya durante un largo tiempo.
Todas estas bajas han iniciado un debate sobre la posibilidad de que el mínimo en curso sea algo "extraño", "extremo" o sólo una "corrección del mercado" posterior a una cadena de máximos solares inusualmente intensos.
"Desde el comienzo de la Era Espacial, en la década de 1950, la actividad solar, por lo general, se ha mantenido alta", relata Hathaway. "Cinco de los diez ciclos solares de mayor intensidad registrados han ocurrido durante los últimos 50 años. No estamos acostumbrados a este tipo de quietud".
Esta profunda calma era común hace cien años. Los mínimos solares de 1901 y de 1913, por ejemplo, fueron mucho más largos que los que estamos experimentando hoy en día. Para igualar estos mínimos en términos de profundidad y de longevidad, el mínimo actual tendría que durar al menos otro año.
En cierto modo, esta calma es emocionante, dice Pesnell. "Por primera vez en la historia, estamos observando lo que es realmente un mínimo solar". Una flota de naves espaciales, que incluye al Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO, en idioma inglés), las sondas gemelas STEREO, las cinco sondas THEMIS, Hinode, ACE, Wind, TRACE, AIM, TIMED, Geotail y otras, se encuentran estudiando el Sol y sus efectos sobre la Tierra las 24 horas del día, los 7 días de la semana, utilizando tecnología que no existía hace 100 años. Sus mediciones del viento solar, de los rayos cósmicos, de la irradiancia y de los campos magnéticos muestran que el mínimo solar es mucho más interesante y profundo de lo que se esperaba.
Repleto de detectores de avanzada tecnología, el "SDO" está programado para ser lanzado más tarde este año (el momento perfecto para estudiar el mínimo solar en curso). [Más información]
No obstante, la tecnología moderna no es capaz de predecir lo que ocurrirá después. Los modelos que han sido propuestos por decenas de destacados físicos solares están en desacuerdo, a veces en marcado contraste, respecto de cuándo terminará este mínimo solar y de cuán grande será el próximo máximo solar. Pesnell ha examinado la literatura científica y ha preparado un "gráfico de estilo piano" que muestra el rango de predicciones. La mayor incertidumbre surge de un hecho muy simple: nadie conoce por completo la física que subyace detrás del ciclo de una mancha solar.
Pesnell está convencido de que la cantidad de manchas solares aumentará pronto, "posiblemente para finales del año", y será seguida por un máximo solar cuya intensidad estará por debajo del promedio en 2012 ó 2013.
Pero, al igual que otros pronosticadores, Pesnell sabe que él también podría estar equivocado. ¿En alza o en baja? Manténgase en sintonía para enterarse de las actualizaciones sobre el tema.
Septiembre 30, 2008: Los astrónomos que cuentan las manchas solares han anunciado que 2008 se ha transformado en el "año más blanco" de la Era Espacial.
Hasta el 27 de septiembre de 2008, el Sol ha permanecido en blanco, es decir, no ha mostrado manchas solares en 200 días del año en curso. Para encontrar un año con más "soles en blanco", es necesario remontarse a 1954, tres años antes del lanzamiento del Sputnik, cuando el Sol permaneció "en blanco" durante 241 días.
"Los conteos de manchas solares han alcanzado su punto más bajo en 50 años", dice el físico solar David Hathaway, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA. "Estamos experimentando un mínimo profundo del ciclo solar".
Un día sin manchas solares se ve así:
La imagen, tomada por el Observatorio Solar y Heliosférico (Solar and Heliospheric Observatory o SOHO, en idioma inglés), el 27 de septiembre de 2008, muestra un disco solar completamente limpio de manchas solares. A modo de comparación, una imagen tomada por el SOHO hace siete años, el 27 de septiembre de 2001, está salpicada de colosales manchas solares, todas ellas crepitando con llamaradas solares.
La diferencia es la fase del ciclo solar de 11 años. En 2001 se registró el máximo solar, con cantidades de manchas y llamaradas solares, y tormentas geomagnéticas. El año 2008 está en el punto opuesto de dicho ciclo, el mínimo solar, una etapa de quietud del Sol.
Y ésta es realmente una época de mucha quietud. Si la actividad solar permanece tan baja como hasta ahora, el año 2008 podría acumular la asombrosa cantidad de 290 días impecables (sin manchas) para finales de diciembre, marcando de este modo un récord en términos de ausencia de manchas en este siglo.
Hathaway advierte que este evento puede sonar más emocionante de lo que realmente es: "Mientras que el mínimo solar de 2008 parece perfilarse como el más profundo de la Era Espacial, es aún irrelevante comparado con la duración y la profundidad del mínimo solar registrado a finales del siglo 19 y principios del 20". Los mínimos de aquella época llegaban a acumular, generalmente, entre 200 y 300 días sin manchas al año.
Arriba: Un histograma muestra los años "más blancos" de la segunda mitad del siglo pasado. El eje vertical es el conteo de días sin manchas de cada año. La barra que corresponde al año 2008, actualizada al día 27 de septiembre, está aún ascendiendo. [Imágenes ampliadas: 50 años, 100 años]Algunos físicos solares piensan en este período de calma como algo muy positivo.
"Este mínimo nos da una oportunidad para estudiar el Sol sin las complicaciones de las manchas solares", dice Dean Pesnell, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. "Ahora mismo tenemos los mejores instrumentos de la historia observando el Sol. Hay una verdadera flota de vehículos espaciales dedicados a la física solar —SOHO, Hinode, ACE, STEREO y otros. Es nuestro deber aprender cosas nuevas durante este extenso mínimo solar".
Pesnell da un ejemplo, la heliosismología: "Monitoreando la superficie vibrante del Sol, los investigadores dedicados a esta disciplina pueden llevar a cabo estudios del interior de la estrella de manera muy similar a cuando los geólogos utilizan los terremotos para estudiar el interior de la Tierra. Al no estar las manchas solares de por medio, tenemos una mejor vista de los vientos en la sub-superficie del Sol y también de su dínamo interior".
"Además se debe tener en cuenta la irradiancia solar", añade Pesnell. "Los investigadores ahora están observando el más tenue de los soles que figuran en sus registros. El cambio es pequeño, apenas una fracción de un punto porcentual, pero es significativo. Mientras el Sol continúa tornándose más tenue, las preguntas sobre los efectos en el clima surgen de manera natural".
Pesnell es el científico a cargo del proyecto del Observatorio de Dinámica Solar (Solar Dynamics Observatory o SDO en idioma inglés), de la NASA. El SDO es una nueva sonda espacial equipada para estudiar tanto la irradiancia solar como las ondas heliosísmicas. La construcción del SDO terminó, dice, y la sonda ya pasó las pruebas térmicas y de vibración previas al lanzamiento. "¡Estamos listos para despegar! El mínimo solar es una época magnífica para hacer el viaje".
El récord de 50 años registrado en la presión del viento solar, un descubrimiento reciente hecho por la sonda espacial Ulysses, coincide con una serie de soles "en blanco". (Vea el artículo de Ciencia@NASA El viento solar pierde potencia, alcanza su mínimo en 50 años.) La baja de presión comenzó años antes del mínimo actual, de modo que no queda claro cómo están conectados los dos fenómenos, si es que lo están. Este es otro misterio para el SDO y para los otros instrumentos.
¿Quién hubiera dicho que el Sol "en blanco" podría ser tan interesante? Pronto habrá más información...
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