Construido en 1908, el telescopio de torre solar Mount Wilson de 60 metros ha sido operado por Edward Rhodes de USC Dornsife, profesor de física, desde 1978. Fuente: Universidad del Sur de California
En 1859, el Evento Carrington, la tormenta geomagnética más intensa registrada en la historia, creó espectaculares auroras en todo el mundo, iluminando el cielo nocturno con tanta intensidad que los pájaros comenzaron a cantar y los trabajadores se pusieron a trabajar, creyendo erróneamente que el sol había salido. Los sistemas de telégrafo de todo el mundo, esenciales para la comunicación en ese momento, comenzaron a fallar cuando estallaron incendios y los postes de telégrafo se derrumbaron, sumiendo a la “Internet victoriana” en el caos. ¿Razón? Una enorme llamarada solar con la energía de 10 mil millones de bombas atómicas envió gas electrificado y partículas subatómicas hacia la Tierra.
“Afortunadamente, no hemos tenido nada tan fuerte del sol desde entonces”, dice Edward Rhodes, experto en energía solar y profesor de física y astronomía en la USC Dornsife. “Sin embargo, ahora nos preocupa: ¿generará el sol un evento en el futuro tan severo que cause problemas para los que simplemente no estamos preparados? Ahora todo está informatizado, eso obviamente tendría graves consecuencias”.
Rhodes, quien se unió a USC Dornsife en 1978, es un pionero en el campo de la física solar conocida como heliosismología experimental, que utiliza técnicas sísmicas, similares a las que usan los geofísicos para estudiar la Tierra, para estudiar la estructura interna y la dinámica del Sol.
Rhodes está tratando de entender si la estructura del sol cambia en respuesta a los cambios en el ciclo de actividad solar. Para hacer esto, él y su equipo estudian las manchas solares, áreas del tamaño de un planeta con un fuerte campo magnético en la superficie del sol que parecen más oscuras porque son más frías que su entorno.
“Si podemos mejorar nuestras predicciones de cambios en el número de manchas solares y la actividad del ciclo solar, podremos mejorar nuestra comprensión del clima espacial y determinar qué puede y qué no puede causar problemas importantes en la Tierra”, dice Rhodes.
“Todavía hay mucha variabilidad de ciclo a ciclo en lo que le sucede al sol en un momento dado”, dice. “Al hacer estudios básicos del Sol como estrella para aprender más sobre cómo cambia, podemos combinar lo que aprendemos sobre estos cambios con estudios del clima espacial para determinar si un evento en particular será tan fuerte como en la misma fase, por ejemplo en el ciclo anterior.
Ciclos solares y manchas solares
Los ciclos solares fueron observados por primera vez en 1610 por Galileo, quien también observó las manchas solares apuntando su pequeño telescopio refractor a una superficie de papel o cartón y observando el brillante disco solar, salpicado de manchas oscuras, moviéndose a través de él. Después de observar varias manchas solares en el hemisferio frontal del sol, se dio cuenta de que cuando algunas desaparecieron, solo para reaparecer en el otro lado del sol dos semanas después, eran las mismas manchas solares: eran invisibles desde la Tierra porque estaban en el otro lado. del sol. Esta información luego permitió a Galileo calcular la velocidad de rotación del Sol midiendo la velocidad con la que se movían estas manchas solares.
El famoso astrónomo italiano y su contemporáneo astrónomo inglés Thomas Harriot tuvieron la suerte de realizar observaciones durante el período de máxima actividad solar. Ambos alcanzaron un período de 35 años antes de que el Sol entrara en un período prolongado de actividad mínima, ahora conocido como Mínimo de Maunder, durante unos 70 años entre 1645 y 1645, 1715.
Durante este período, el hemisferio norte de la Tierra se enfrió un poco. Los glaciares se han expandido, los ríos se han congelado y las temperaturas en las principales ciudades del norte de Europa han bajado.
¿Nuevo mínimo de Maunder?
Rhodes y sus estudiantes están investigando si las afirmaciones recientes de que el Sol se dirige a otro Mínimo de Maunder podrían ser ciertas.
“El estudio de los ciclos solares muestra que el número de manchas solares alcanzó su punto máximo hace unos años”, dice Rhodes. “A medida que los ciclos solares se debilitaron, comenzó a parecerse un poco a una conspiración de manchas solares de Galileo y Harriot que conducen a un mínimo de Maunder”.
Rhodes, con la ayuda de su grupo de investigación, ha operado la torre solar Mount Wilson de 60 pies desde que se unió a USC Dornsife en 1978. Uno de los dos telescopios solares en Mount Wilson, es el único que todavía está oficialmente operativo.
Poco después de que Rhodes llegara a la USC Dornsife, la sede de la NASA lo invitó a unirse al equipo de la Agencia Espacial Europea que planeaba la nave espacial SOHO (Observatorio Solar y Heliosférico). La nave espacial completa, que podría apuntar sus cámaras al sol las 24 horas del día, entró en órbita en 1996. Se convirtió en el instrumento principal de la nave espacial hasta que fue reemplazado por un nuevo sistema de cámara de 16 millones de píxeles a bordo del Observatorio de Dinámica Solar lanzado en 2010.
Rhodes y su equipo usaron los datos de SOHO para estudiar el Ciclo 23. Ahora están estudiando los Ciclos 24 y 25 utilizando el experimento de imágenes heliosísmicas y magnéticas en el Observatorio de Dinámica Solar. Cada dos o tres meses reciben nuevos datos que han sido procesados parcialmente por la Universidad de Stanford. Los estudiantes de Rhodes están capacitados para procesar estos datos para que el equipo pueda ver cómo la firma de estos cambios de frecuencia de oscilación solar en este ciclo solar se compara con los dos anteriores.
“Durante el último año, podemos ver que tal vez el Sol no será mucho más tenue en este, nuestro ciclo solar número 25, que en el ciclo anterior, como se predijo”, dice Rhodes. “Además, la ausencia prevista de manchas solares a largo plazo puede no comenzar a mediados de la década de 2030, como afirman algunos expertos, y puede tardar siglos en llegar”.
Evitar vincular la actividad solar con el cambio climático
Rhodes advierte contra la vinculación de la actividad solar con el cambio climático o la conclusión de que el nuevo Mínimo de Maunder podría ayudar a compensar el calentamiento global.
“Dado que el mínimo de Maunder ocurrió cuando el clima de la Tierra cambió, me preocupaba que si el sol entrara en otro mínimo prolongado de 70 años de actividad, la gente diría: ‘Mira, te dijimos que el sol está haciendo que la Tierra se esté enfriando un poco”. Un poco ahora, que en el pasado, demasiada actividad solar calentaba la Tierra”, dice Rhodes.
Incluso pequeños cambios en el brillo general del Sol o la irradiación solar total (la cantidad de luz solar que alcanza cada metro cuadrado en la parte superior de la atmósfera terrestre por segundo) no parecen ser suficientes para causar diferencias climáticas a largo plazo.
Sorprendentemente, en un momento en que las manchas solares están creciendo, lo que haría que el sol se atenuara ligeramente, la radiación solar total aumenta. Los científicos creen que, en general, la parte de la atmósfera del sol que no tiene manchas se ilumina más que las manchas que se oscurecen.
“El hecho de que se vuelve más brillante cuando hay la mayoría de las manchas solares y luego se vuelve un poco más débil cuando hay menos, significaría que si tuviéramos 70 años de unas pocas manchas solares, entonces el Sol sería un poco más débil”, dice Rhodes. . “Incluso un mínimo de Maunder extendido solo compensaría breve y mínimamente el calentamiento causado por el hombre, y las temperaturas globales se recuperarían rápidamente después de que termine el evento”.
Proporcionado por la Universidad del Sur de California