Los astrónomos detectan un nuevo fenómeno periódico en el interior del Sol relacionado con el misterio en torno al ciclo de 11 años de actividad solar

La revista Science publica hoy estos resultados científicos, obtenidos por la red internacional de Sismología Solar GONG y confirmados con el satélite SOHO.

El Instituto de Astrofísica de Canarias participa tanto en GONG, uno de cuyos instrumentos se encuentra instalado en el Observatorio del Teide, como en el satélite SOHO, con dos instrumentos a bordo

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Astrónomos del National Solar Observatory (NSO) de Estados Unidos anuncian hoy, en la revista científica Science, el descubrimiento de nuevas variaciones periódicas en el movimiento de la materia situada por debajo de la superficie solar, en una zona crítica de transición de propiedades físicas llamada en inglés tachocline. Es precisamente en esta capa donde se podría encontrar el secreto mejor guardado del Sol: el origen del ciclo de 11 años en la actividad solar, que posiblemente influya de forma directa en el cambio climático.

Este descubrimiento ha sido posible tras el estudio de casi cinco años de datos obtenidos por la red internacional de Sismología Solar GONG (Global Oscillation Network Group), uno de cuyos instrumentos se encuentra instalado en el Observatorio del Teide (Tenerife), del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Los datos han sido además confirmados con los obtenidos por el satélite solar SOHO, una misión conjunta de la ESA y la NASA en la que también ha participado el IAC con dos instrumentos heliosismológicos. SOHO pudo confirmar la existencia de variaciones periódicas utilizando un instrumento diferente y aplicando unas técnicas de análisis completamente distintas a las de GONG.

Según el Dr. Pere L. Pallé, investigador principal por parte española de la red GONG y coordinador de Investigación del IAC, "este nuevo descubrimiento supone una pieza adicional sólida a tener en cuenta y a reproducir en cualquier modelo que intente explicar la estructura y dinámica del Sol".

SISMOLOGÍA SOLAR

Del mismo modo que los movimientos sísmicos y las erupciones volcánicas sirven a los geólogos para conocer mejor la composición interna de nuestro planeta, la Sismología Solar o Heliosismología es la única herramienta que la Física Solar tiene para estudiar en detalle la estructura interna invisible del Sol a partir de la propagación de las ondas por su interior. Existen millones de ondas de resonancia que se propagan por el interior solar y que pueden observarse por su efecto en la luz emitida en la superficie. Los períodos de estas ondas dependen de su velocidad de propagación y de las propiedades de su cavidad de resonancia, cuyo estudio permite a los científicos sondear la temperatura, la composición química y los movimientos que se producen inmediatamente debajo de la superficie y que se prolongan hasta el mismo núcleo del Sol.

Los astrónomos buscaban la posible existencia de cambios sistemáticos en la velocidad del material en movimiento por debajo de la superficie solar y ahora han encontrado que cerca de la base de la capa convectiva, aproximadamente a un 30% del radio solar (210.000 km por debajo de la superficie), el índice de rotación varía periódicamente en un ciclo que dura 15 meses. Esta búsqueda sistemática se hizo en la región comprendida entre la superficie solar hasta aproximadamente la mitad de la distancia hasta el núcleo del Sol y desde el ecuador hasta los polos solares.

La superficie del Sol gira sobre sí misma aproximadamente una vez cada 27 días a nivel del ecuador. Sin embargo, a diferencia de la Tierra, todos los puntos de la superficie solar rotan a ritmos diferentes. El ecuador rota a mayor velocidad que los polos, donde el índice de rotación es de un giro cada 35 días. Esta ‘rotación diferencial’, que durante mucho tiempo ha sido el gran misterio de la física solar, se extiende a través de la zona convectiva para luego desvanecerse justo por debajo de ella. Es precisamente en este punto de transición donde los investigadores de GONG han observado esa variación rítmica de 15 meses en la rotación. La forma en que esta rotación profunda afecta al ciclo solar y por qué varía con un periodo de 15 meses y no de 11 años constituye un misterio. En palabras del Dr. Antonio Eff-Darwich, experto teórico en el campo y miembro de GONG, "sorprende encontrar variaciones en la velocidad de rotación de la materia en la mitad interna del Sol, lo que afecta a los actuales modelos teóricos que explican los procesos físicos a largo plazo en el interior de estrellas de tipo solar".

LA RED GONG

La red internacional de Sismología Solar GONG (Global Oscillation Network Group) es un programa internacional para el estudio detallado del interior del Sol liderado por el National Solar Observatory (NSO) norteamericano que, a su vez, forma parte de los NOAO (National Optical Astronomy Observatories) operados por AURA (Association of Universities for Research in Astronomy, Inc.), en virtud de un acuerdo de colaboración con la National Science Foundation norteamericana. Uno de sus instrumentos se encuentra instalado en el Observatorio del Teide.

La Física Solar fue una de las primeras ramas de la Astrofísica en la que se empezó a trabajar en el Observatorio del Teide. Los primeros telescopios instalados fueron telescopios solares y, hoy en día, este observatoio cuenta con una de las más completas baterías de telescopios solares del mundo. El Grupo de Sismología Solar del Instituto de Astrofísica de Canarias goza, además, de un gran prestigio a nivel internacional y ha participado de forma significativa en el desarrollo del proyecto GONG. Estas dos circunstancias explican que el NSO propusiera el Observatorio del Teide como uno de los nodos de su red internacional y que fuera, además, el primer destino de uno de los seis instrumentos que conforman la red internacional GONG. Las obras para la instalación de la estación GONG del Observatorio del Teide comenzaron en enero de 1994, y la estación vio su «primera luz» el 15 de febrero de 1995. El conjunto de la red, constituida por seis estaciones, comenzó a funcionar el 5 de octubre de 1995 y continuará obteniendo datos durante varios años.

Los observatorios de Big Bear (California), Learmonth (Australia), Udaipur (India), Cerro Tololo (Chile) y Mauna Loa (Hawai) completan los seis emplazamientos de la red heliosismológica GONG que, repartidos por todo el planeta, observan permanentemente el Sol sin que la alternancia día-noche suponga ya un obstáculo.