La clandestina variabilidad del Sol

A pesar de que no es posible detectarlo a simple vista, el Sol es una estrella variable. Un sensor programado para ser lanzado a bordo del Observatorio de Dinámica Solar registrará la “clandestina variabilidad” con la mejor resolución, tanto espectral como temporal, que jamás se haya logrado.

Cada 11 años, el Sol pasa por una etapa de tremenda agitación. Manchas solares oscuras brotan desde el interior de su superficie. Explosiones tan poderosas como mil millones de bombas atómicas disparan intensas llamaradas de radiación de alta energía. Nubes de gas, que son lo suficientemente grandes como para tragar planetas enteros, se desprenden del Sol y viajan a través del espacio. Se trata de una extravagante muestra del poder estelar.

Entonces, ¿por qué no podemos ver nada de esto?

Prácticamente nada del espectáculo asociado con el máximo solar es visible al ojo humano. Observe al Sol en el cielo del mediodía y verá que es la misma bola de luz resplandeciente, vieja e insípida, de siempre.

“El problema es que los ojos de los seres humanos están calibrados en la longitud de onda incorrecta”, explica Tom Woods, un físico solar de la Universidad de Colorado, en Boulder. “Si se desea ver bien la actividad solar, se debe observar en el ultravioleta extremo (UVE o EUV, en idioma inglés)”.

El activo Sol fotografiado en longitudes de onda del ultravioleta extremo por el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO, en idioma inglés), en el año 2000.

UVE (EUV, en idioma inglés) es la abreviatura de “ultravioleta extremo”, una forma muy energética de la radiación ultravioleta, con longitudes de onda de entre 1 y 120 nanómetros. Los fotones de la radiación UVE son mucho más energéticos y peligrosos que los rayos UV comunes que causan quemaduras solares. Afortunadamente para los seres humanos, la atmósfera terrestre bloquea la radiación UVE; de lo contrario, un día en la playa podría ser fatal.

Cuando el Sol está activo, las emisiones solares intensas del UVE pueden aumentar o disminuir por factores de miles sólo en cuestión de minutos. Estas mareas de radiación calientan la atmósfera superior de la Tierra, dilatándola y aumentando el arrastre que ejerce sobre los satélites. Los fotones del UVE también disocian átomos y moléculas, creando de este modo una capa de iones en la atmósfera superior, lo cuales pueden llegar a afectar seriamente las señales de radio.

Para monitorizar estos fotones energéticos, la NASA va a lanzar un sensor llamado “EVE”, abreviatura de Experimento de Variabilidad del UVE, el cual viajará a bordo del Observatorio Solar y Heliosférico, el próximo invierno (boreal).

“EVE nos da la mayor resolución temporal (10 segundos) así como la mayor resolución espectral (< 0,1 nm) que jamás hemos tenido para realizar mediciones del Sol, y estará disponible durante las 24 horas, los siete días de la semana”, comenta Woods, el científico principal del EVE. “Esto es un gran avance respecto de las misiones del pasado”.

El Experimento de Variabilidad del UVE (EVE). En la imagen se indican sus sensores principales.

A pesar de que el EVE está diseñado para estudiar la actividad solar, su principal interés es estudiar la inactividad del Sol. El Observatorio de Dinámica Solar (SDO, en idioma inglés) va a ser lanzado mientras se produce el mínimo solar más profundo en casi 100 años. Las manchas solares, las llamaradas y las eyecciones de masa coronal se encuentran en su punto más bajo. Pero esto no representa un problema para Woods, quien considera que el mínimo solar es tan interesante como el máximo.

“El mínimo solar representa un momento de quietud en el que podemos definir una referencia para evaluar tendencias a largo plazo”, explica el científico. “Todas las estrellas son variables en algún nivel y el Sol no es la excepción. Nosotros ahora queremos comparar el brillo actual del Sol con el que tenía durante mínimos previos y entonces preguntarnos: ¿El Sol está tornándose más brillante o más tenue?“

Últimamente, la respuesta parece ser que es más tenue. Las mediciones tomadas por una variedad de naves espaciales muestran una tendencia de 12 años hacia la disminución de la irradiancia solar, cerca del 0,02% en las longitudes de onda visibles y un 6% en las longitudes de onda del UVE. Estos resultados, mediante los cuales se puede comparar el mínimo solar del período 2008-2009 con el mínimo previo, registrado en 1996, se encuentran aún en estado preliminar. La misión EVE incrementará la confianza que se tiene en las tendencias al identificar con exactitud el espectro del UVE con una precisión que no tiene precedentes.

Mediciones de la irradiancia total solar (ITS, en idioma español o TSI, en idioma inglés) llevadas a cabo desde el inicio de la era espacial. La ITS es el resultado de la suma del brillo solar a través de todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (con luz visible y con UVE incluidos). La ITS sube y baja con el ciclo solar de 11 años. Crédito: C. Fröhlich.

Todavía no se comprende por completo la variabilidad intrínseca del Sol y su potencial para cambios futuros (de allí surge la necesidad de realizar la misión EVE). “La porción del UVE del espectro del Sol es la que más cambia durante un ciclo solar”, comenta Woods, “y esa es la parte del espectro que estaremos observando”.

Woods contempla el Sol a través de la ventana de su oficina, en Colorado. Se ve como de costumbre. Sin embargo, él sabe que la misión EVE tendrá una historia distinta para contar.

Fuente: NASA