Actividad solar (II)
1989/05/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria
Después de mencionar en el número anterior la estructura del Sol y las principales peculiaridades de sus capas, estamos dispuestos a dar a conocer la actividad que se genera en ella, en la medida en que la heliofísica puede dar respuesta a los diferentes aspectos de estos fenómenos. Este último comentario que tenemos que hacer sobre tantos problemas tiene una razón especial en este caso. Debido a la intensidad de la luminosidad del Sol no es posible su observación directa y, además, hasta que hace pocos años se han diseñado instrumentos especiales, la cromosfera y la corona sólo podían verse en eclipses totales de Sol.
Por otra parte, como es sabido, cuando las observaciones se han realizado a través de telescopios situados en la Tierra, la información ha sido meramente auditiva y de radioradiación, pero últimamente se ha podido superar este problema con la ayuda de los espaciales Skylab y, sobre todo, Solar Maximun Mission (SMM). El nombre nos puede hacer pensar que el único objetivo de esta última era estudiar el Sol. Se les averió diez meses después del lanzamiento de la nave y después de cuatro años en órbita la repararon. A pesar de que envió menos datos de los esperados, su aportación ha tenido una gran importancia en la resolución de los problemas que analizaremos en breve.
También se ha comentado en el número anterior que los fenómenos de actividad más destacados en la atmósfera del Sol son las factual, los negros, las erupciones y las protuberancias. Los más fáciles de ver son los negros, porque son los oscuros que, como su propio nombre indica, pueden verse en la fotosfera. Las fulas, por el contrario, se conocen porque crean regiones más luminosas en una misma capa. Además, sus efectos también se extienden a la cromosfera.
Las otras dos se desarrollan principalmente en la cromosfera y corona. Estas distinciones se pueden realizar porque cada capa emite radiaciones características de diferente longitud de onda de una banda. Por ejemplo, de la fotosfera nos llega principalmente la luz visible y de las zonas más profundas de esta capa nos llegan los infrarrojos. Desde la región de unión de la fotosfera y la cromosfera recibimos las ondas milimétricas y las ondas centimétricas y métricas nos proporcionan información cromosfera y corona.
No obstante, cabe destacar que todas estas formas de actividad que hemos mencionado nos presentan una particularidad común: su origen magnético. Esta es también la razón de la relación entre algunos de los fenómenos activos. El Sol no es el único campo magnético bipolar que cambia constantemente de punto a punto como la Tierra. Las fuerzas magnéticas evolucionan localmente en función de la singularidad de cada región y del movimiento de la materia y podemos hablar como máximo del valor medio de los campos.
Tratemos de describir y conocer los fenómenos. Las fulas provocan salientes de unos 2.000 km de la superficie de la fotosfera, que a su vez son más luminosos. Se cree que estos efectos se producen porque al reforzar los campos magnéticos en esta región, la corriente de convección tiende a ordenar y ayudar, aumentando más rápidamente la materia caliente interna.
Los negros se forman normalmente en el interior de las fulas, pero a pesar de que éstas pueden verse en todo el disco solar, los negros sólo aparecen entre latitudes de 40º y -40º. Su aspecto no es homogéneo. En la zona se produce una sombra rodeada de luz que representa aproximadamente el 20% de la superficie de la estructura. El diámetro de los negros oscila entre los 7.000 y los 50.000 km, aunque, por supuesto, también se han visto más grandes. Por ejemplo, el pasado mes de marzo se pudo ver uno de unos 200.000 kilómetros. En cuanto a la duración media, sólo duran unos pocos días, pero se han conocido excepciones que han durado cuatro meses.
La temperatura de la fotosfera se calcula en torno a los 6.500 K; la de la luz del negro es de 5.500 K y la de la sombra de 4.500 K. Por lo tanto, los negros son bastante luminosos en sí mismos, y el contraste con la fotosfera es lo que oscurece a nuestros ojos. Si bien en el caso de las fulas la influencia de los campos magnéticos fortalecía las corrientes de convección, en cuanto a los negros debemos decir que, en lugar de contribuir a la convección, las zonas son tan violentas que dificultan la convección. Por tanto, la materia caliente sube menos por dentro y por tanto la temperatura baja.
Las protuberancias son estructuras parecidas a aros que se ven en el coro. Al parecer se forman por condensación de la materia de la corona (como las nubes en la atmósfera terrestre). Por lo tanto, están formados por materia a muy alta temperatura. Normalmente se clasifican en dos grupos: kiesente y de rápida evolución. Las primeras son bastante persistentes (3 meses o) y de gran tamaño (200.000 km de longitud, 50.000 km de altura y 8.000 km de anchura). Se mueven, y aunque este punto no está completamente confirmado, parece que se forman en latitudes ecuatoriales y se dirigen hacia los polos.
Las protuberancias de rápida evolución son mucho menores. Duran unas horas y son de forma variable. Aunque la formación de protuberancias no está clara, la influencia de los campos magnéticos en su evolución es clara, como en todos los demás fenómenos. Esta especial importancia de los campos magnéticos que hemos mencionado al principio viene de que la materia se encuentra en estado de plasma en el Sol. Es un buen conductor por la presencia de materia ionizada, y cualquier campo magnético variable genera corrientes eléctricas, dando lugar también a campos magnéticos.
En todos los procesos descritos, los negros han sido los más conocidos y observados a lo largo de la historia. En las efemérides chinas, japonesas y coreanas se hace mención a los morenos. En Occidente, por el contrario, las referencias son muy escasas, quizás por la concepción griega y cristiana de la inmutabilidad del Universo. En 1611 comenzaron a observarse con telescopio los negros Fabricius, Galileo y Scheiner, y desde entonces conocemos su posición, cantidad y superficie, pero la recogida de datos no se sistematizó hasta 1750.
El análisis de este tesoro de datos ha permitido concluir que las peculiaridades físicas de los negros evolucionan cíclicamente. Esta afirmación se puede hacer también sobre otros tipos de actividades, y se ha podido comprobar que, teniendo en cuenta la interrelación existente, los periodos son bastante similares para todos los fenómenos. Por lo tanto, es indudable que la actividad solar evoluciona cíclicamente, y además, la más negra se considera un indicador absoluto del ciclo general. Vamos a analizar las peculiaridades de este último.
El número de días al año en los que el Sol presenta los bronceados y el número de unidades y grupos de los mismos se utiliza para obtener los números de Wolf representativos de la actividad. Su periodicidad más acusada es de 11,04 años. Esta temporada la actividad pasa por un mínimo y un máximo. El primer ciclo comienza por convenio al mínimo de 1755 y el periodo que hemos dado antes es el valor medio calculado con datos a partir de esa fecha, ya que no es totalmente constante. La temporada hasta el mínimo ha sido de 8 a 15 años.
Parece ser que según el número y la superficie diaria de los bronceados existe otro período de unos 80 años y otro que sigue a ciclos de máximo nivel bajo, pero estos últimos no están totalmente confirmados, sobre todo porque los efectos a estudiar son muy pequeños y el número de medidas es relativamente escaso. En cuanto al periodo de once años, el último, el 22, ha comenzado con el mínimo de 1986. Por tanto, tras el último máximo en 1979, volvemos a situarnos en el máximo esperado para 1990 o 91. Prueba de ello son las erupciones y los bronceados especiales detectados en marzo.
En esta ocasión, para no alargarnos demasiado sobre la influencia de la actividad del Sol en la Tierra y sobre el fenómeno que más importancia tiene desde este punto de vista (las erupciones), terminaremos el próximo número de artículos.
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