En 1999, el sol saltó del sol. Fuente: NASA / ESA
Este es un pensamiento fascinante a considerar.
¿Cómo era exactamente el sol hace siglos? ¿Qué veríamos si los astrónomos en los días de Kepler y Galileo tuvieran tecnología moderna para monitorear el Sol a través del espectro electromagnético disponible para ellos?
Gracias a la inteligencia artificial moderna, puede haber una forma de “ver” el estado del sol en ese momento. Un estudio reciente titulado “Generación de datos satelitales modernos a partir de dibujos de manchas solares de Galileo en 1612 mediante aprendizaje profundo” en febrero de 2021. Diario astrofísico La Sociedad Astronómica Estadounidense utilizó un innovador conjunto de deducciones para comparar los bocetos de las manchas solares con las observaciones terrestres y espaciales modernas. La investigación fue realizada por Harim Lee de la Universidad Kyung Hee en la República de Corea del Sur.
Galileo y el sol
Los registros de manchas solares representan uno de los conjuntos de datos astronómicos más largos disponibles, que se remonta a las observaciones chinas en el año 1128 d.C. Antes de la era de los telescopios, ocasionalmente era posible ver y registrar grandes manchas solares a simple vista cuando el Sol silencioso brillaba a través del borde bajo de la niebla o neblina de nubes cerca del este o del atardecer.
IA vs. SDO: cada par es una verdadera imagen SDO (izquierda) en comparación con la “imagen de aprendizaje profundo” (derecha) generada en el estudio. Crédito: Harim Lee y col. 2021
Galileo mantuvo un registro meticuloso de la actividad de las manchas solares, esbozando lo que vio durante un período de varios meses a partir del verano de 1612. Contrariamente a la leyenda, la historia de que Galileo se quedó ciego mientras observaba el Sol es apócrifa; en su lugar, utilizó el método de proyección, proyectando una imagen del Sol a través de un helioscopio primitivo en una habitación oscura.
Por supuesto, Galileo no tenía idea de qué eran exactamente las manchas solares. Hoy sabemos que estas regiones de flujo magnético en la fotosfera solar son más frías que las áreas circundantes y aparecen negras contra la deslumbrante superficie del sol. Además, la polaridad de los grupos y pares de manchas solares no solo indica su relación con un ciclo solar específico de 11 años, sino que su aparición en la latitud en la superficie del sol atraviesa el ciclo, comenzando en latitudes altas temprano y luego moviéndose hacia el ecuador solar, en la llamada ley de Spörer. El sol también cambia de polaridad cada ciclo de 11 años, y dos ciclos (22 años) equivalen a un ciclo de Hale.
Actualmente, misiones como el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA y el Observatorio Heliosférico Conjunto (SOHO) de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) monitorean el Sol en todo su espectro durante todo el día. Esto nos da una visión mucho más sólida y holística de lo que le está sucediendo al sol. Gracias a estas misiones, ahora sabemos que la actividad de las manchas solares está estrechamente relacionada con otros fenómenos, que incluyen desde fáculas observadas en la fotosfera hasta espículas, protuberancias y eyecciones de masa coronal observadas en la cromosfera solar superior …
Bocetos de las manchas solares de Galileo. Crédito: Proyecto Galileo/ Rice University / Dominio público
Pero, ¿cómo podrían haber sido realmente estos eventos invisibles en los días de Galileo?
Los investigadores que participaron en el estudio se dieron cuenta de que en realidad tenemos un análogo moderno que cierra la brecha entre los métodos antiguos y nuevos para describir la actividad solar. Desde 1917, los observadores experimentados del Observatorio Mount Wilson en el sur de California han estado dibujando la cara del Sol todos los días. Esto se hace con una torre solar de 150 metros en los terrenos del complejo del observatorio y, como en la época de Galileo, el boceto se realiza proyectando el Sol en una habitación oscura. Puede ver este fascinante registro moderno en Internet.
Entrenando inteligencia artificial para observar el sol
Los investigadores se dieron cuenta de que estos bocetos ahora se están realizando en paralelo con las observaciones modernas en todo el espectro, dando a los programas de inteligencia artificial algo con lo que ‘verificar los hechos’. Usando dibujos del Sol entre 2011 y 2015 en comparación con los datos de SDO, los científicos pudieron ‘enseñar’ un programa para replicar diagramas de amplio espectro con alta precisión. En última instancia, el modelo de aprendizaje profundo utilizó un conjunto de comparación que contenía 1.046 pares de bocetos de manchas solares en comparación con imágenes SDO.
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Un helioscopio de principios del siglo XVII, muy similar a Galileo, utilizado aquí por el astrónomo Padre Christoph Sheiner para dibujar manchas solares. Dominio publico
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Meticulosos bocetos solares realizados en el monte. Wilson. La esfera representa la Tierra para comparar. Crédito: Observatorio del Monte Wilson
Luego, el equipo utilizó bocetos hechos por Galileo con resultados intrigantes.
“El dibujo histórico de las manchas solares es una fuente muy importante de conocimiento sobre la actividad solar pasada”, dice Lee en un artículo reciente sobre el tema. “Nuestros resultados muestran que las estructuras bipolares de los magnetogramas generados por IA coinciden con el original y que sus flujos magnéticos sin firmar coinciden con el original”.
También se puede utilizar en un contexto histórico para recopilar nueva información sobre otros eventos, como el gran destello de Carrington de 1859. Esta llamarada masiva infame envió las luces del norte, visibles tan al sur como el Caribe, y de hecho generó suficiente corriente para instalar un telégrafo. Oficinas en llamas.
Actividad solar simulada durante el verano de 1612. Basado en las observaciones de Galileo. Crédito: Harim Lee y otros 2021.
La técnica llega en un momento fascinante para el Sol y la actividad solar moderna, ya que el ciclo solar 25 apenas comienza en serio en 2021. ¿Será ciego o, como 24 antes, se apagará? De cara al futuro, este método de extrapolar la apariencia del Sol a partir de simples bocetos de manchas solares también podría aplicarse si dejáramos de utilizar cualquiera de los recursos espaciales actuales.
Es fascinante ver la astronomía moderna de alta tecnología con la ayuda de un método simple de mano y ojo de simplemente dibujar y registrar lo que el observador ve proyectado a través de un ocular.
Proporcionado por Universe Today