Ciclo solar: el “flujo plasmático” que explica uno de los misterios más antiguos de nuestra estrella

En realidad, los chinos ya lo habían notado muchos siglos antes: en el IV a.C., cuando el visionario astrónomo Kan Te confeccionó su primer “catálogo estelar” daba cuenta de aquellos diminutos círculos oscuros que, pensó entonces, eran señal de malos augurios.

Con el tiempo, tanto Galileo como Kan Te se dieron cuenta de algo: las manchas aparecían, crecían y desparecían.

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Desde entonces, los ciclos solares, los periodos en los que se registra una mayor o menor actividad en nuestra estrella y se aprecian o se dejan de ver las manchas, han sido uno de los grandes misterios de la astronomía.

Una de las incógnitas que más ha inquietado desde que se descubrieron es por qué, pese a que los ciclos pueden ser más o menos intensos, siempre siguen un patrón que suele tardar 22 años.

Ahora, un grupo de científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS, en alemán), la Universidad de Gotinga y la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi aseguran haber dado con una de las claves al respecto.

Según le dice a BBC Mundo el doctor Laurent Gizon, director del MPS, a medida que avanzaron con la investigación se dieron cuenta que todo parecía estar relacionado con lo que sucedía a miles de kilómetros debajo de la superficie de la estrella: una densa capa de plasma caliente, un “flujo plasmático” cuyo movimiento parece estar detrás de los ciclos solares.

Los resultados de la investigación fueron publicados a finales de junio en la revista científica de la Sociedad Max Planck para la Promoción de la Ciencia.

¿Qué son los ciclos solares?

Según explica Gizon, la actividad magnética solar cambia cada 11 años: es decir, su polaridad se invierte.

“El campo magnético del Sol aumenta y disminuye por periodos de 11 años: crece hasta un máximo y luego se vuelve a debilitar hasta comenzar a crecer de nuevo. Es un periodo que dura en total 22 años”, señala.

Cuando el magnetismo está cerca de su máximo, comienza a haber mucha actividad en la superficie del Sol: se producen enormes explosiones de energía llamadas erupciones solares y se pueden desencadenar eyecciones de masa coronal, en las que miles de millones de toneladas de hidrógeno ardiente son lanzadas al espacio a grandes velocidades.

Luego, esa actividad decrece por otro periodo hasta que vuelve a aumentar… aunque este nueva actividad conlleva un cambio en los polos magnéticos del Sol.

La marca más característica de esta activad es el llamado ciclo de las manchas solares, unas marcas oscuras en la superficie del Sol que son, en realidad, zonas de intensa fuerza magnética.

“Un ciclo solar es entonces se lapso de tiempo en el que estas manchas van de un mínimo a un máximo o de un máximo a un mínimo”, señala.

¿A qué se debe su duración?

Para determinar qué hay detrás de la duración de esos ciclos, los científicos encabezados por Gizon utilizaron una técnica llamada “heliosismografía”, que trata de estudiar la estructura interna del Sol a partir de los sismos que también se producen en la estrella.

“La heliosismología es una técnica muy similar a la sismología en el caso de la geofísica y en ella usamos ondas de sonido para sondear el interior del Sol”, señala.

Los expertos analizaron por demás dos series de datos independientes recolectados por SOHO, el observatorio solar más antiguo en el espacio, operado por la ESA y la NASA, y otros conjunto de telescopios solares terrestres en EE.UU., Australia, India, España y Chile.

Tras las observaciones, la heliosismología y el análisis de datos, todo indica que la duración de los ciclos está determinada por los flujos de la capa de plasma caliente en el interior del Sol.

“El plasma dentro de esta zona de convección está en constante movimiento y logramos determinar cómo ocurre ese flujos de plasma en dirección norte-sur”, explica Gizon.

De acuerdo con el experto, el gas ionizado dentro del Sol se mueve en cada hemisferio del ecuador hacia los polos por la llamada zona de convección a una profundidad de 200.000 kilómetros.

Los investigadores encontraron que el flujo de plasma hacia la zona del ecuador se mueve a una velocidad de 15 kilómetros por hora mientras va de la zona de convección de la estrella hacia los polos a 50 kilómetros por hora.

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“La idea es que en un punto, el plasma gira en una especie de lazo gigantesco en cada hemisferio. Sorprendentemente, el tiempo que tarda el plasma en completar el ciclo es de aproximadamente 22 años”, explica.

“Es decir, las corrientes de plasma describen una rotación única en cada hemisferio solar que dura unos 22 años, lo que coincide con el periodo de los ciclos solares”, agrega.

¿Por qué son importantes los ciclos solares?

Si bien muchas veces la mayoría de nosotros no somos conscientes de las manchas solares y de la actividad en el Sol, Gizon señala que estos ciclos son muy importantes por la forma en que afectan la vida humana en el planeta, principalmente para los modernos sistemas de tecnologías y comunicaciones.

Y es que, según el experto, como consecuencia de la actividad en la estrella se producen también las tormentas solares, que en algunos casos viajan millones de kilómetros en el espacio hasta llegar a la Tierra.

Son las responsables de las auroras boreales, pero también pueden afectar los satélites, los sistemas de GPS, las frecuencias de radio alta, los sistemas de comunicación, las operaciones de las centrales eléctricas o la seguridad de la aviación.