Bilatzailea
Mirant al sol
És una estrella normal, la tenim a prop i s'ha investigat molt. Però això no vol dir que ho sapiguem tot sobre ella. Ni que no sigui fascinant. Kristina Zuza Elosegi (UPV/EHU) i Iñigo Arregi Uribe-Etxebarria (Institut d'Astrofísica de Canàries) porten molt temps fascinats pel sol. I el 12 d'agost, igual que altres milions d'ulls, els seus miraran al Sol per a veure com l'oculta la Lluna. Parlen del que ocultarà i el que revelarà.
El sol és aquí. Sempre. És una estrella comuna. Així ho han descrit, precisament, els dos experts d'aquest reportatge. “És una estrella molt comuna”, ha assenyalat la professora de la UPV Kristina Zuza Elosegi, “hi ha milions d'estrelles com el Sol en la nostra galàxia”.
Té una massa petita, una temperatura superficial d'uns 6.000 °C, de color groc, i està en la meitat de la seva vida. Es va formar fa uns 4.500 milions d'anys. “És una estrella de segona generació”, destaca Zuza, “que neix de la matèria alliberada de les explosions d'estrelles anteriors”.
Malgrat ser un apassionat de l'astronomia des de petit, el Sol mai va cridar l'atenció especial de Zuza fins que va realitzar els seus estudis d'astrofísica. Llavors va comprendre el que és el Sol: “És una bomba, perquè en si mateixa té una bomba nuclear, i perquè l'activitat que té és enorme”.
Aquesta activitat és conseqüència de l'estructura del sol. “En el nucli l'hidrogen es converteix en heli. Aquí hi ha una pèrdua de massa que s'allibera com a energia. Aquesta és la llum, la calor, i tota l'energia que rebem en tot l'espectre d'ones electromagnètiques”.
Aquesta energia surt del nucli cap a fora: primer a través d'una zona radiativa i després a través d'una zona convectiva. En aquest últim, el plasma calent puja, es refreda i baixa de nou, contínuament. Atès que el plasma està compost d'ions, aquest moviment d'ions és un corrent elèctric que genera camps magnètics. “El camp magnètic és la clau de l'activitat del sol”, diu Zuza.
Aquest camp magnètic canvia constantment en cicles d'11 anys. Al principi del cicle està ordenat en línies que van d'un pol a un altre, però es va retorçant fins al màxim del cicle. Això augmenta dràsticament l'activitat magnètica en la superfície, d'on sorgeixen taques, erupcions, vent solar i aurores. Durant els eclipsis es pot veure en quina fase es troba el cicle. “En tapar la Lluna el Sol, es veu la corona i la forma de la corona ens mostra en quina fase del cicle es troba. Si està tranquil, la corona serà més petita en els pols que en l'equador, mentre que si hi ha molta activitat s'expandeix simètricament en totes les direccions”. El màxim del cicle es va produir en l'estiu de 2025, per la qual cosa el Sol està encara en una fase de gran activitat.
La nostra estrella
“És una estrella molt comuna en el gran zoo de les estrelles”, assenyala també l'astrofísic Iñigo Arregi Uribe-Etxebarria. Arregi porta anys investigant el Sol en l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC). I es nota que mestressa a aquesta estrella comuna. “Hi ha estrelles més grans, però és la nostra estrella, la veiem de prop. Així que, des del nostre punt de vista, és gran”.
És l'estrella més pròxima i la més estudiada. Però això no vol dir que ho coneguem del tot bé. “Altres grups estudien coses molt interessants: la cosmologia, el començament de l'Univers, el final, l'evolució de les galàxies… I, moltes vegades, fins i tot entre nosaltres, sembla que ja sabem tot sobre el Sol”, explica Arregi. “Tenim telescopis tant en la Terra com en l'espai, cada vegada millors, però, quant millors instruments tenim i veiem amb més detall, ens adonem que entenem menys”.
“La recerca del Sol continua sent un camp molt actiu”, diu Arregi. I destaca que les preguntes més grans estan en tres àrees.
D'una banda, la interacció entre plasma i magnetisme. “El sol és un plasma. Interacciona amb el camp magnètic el que genera una dinàmica. “Encara no sabem el que passa aquí en les escales petites”.
D'altra banda, la connexió entre l'interior i l'exterior del sol. “A l'interior del Sol sabem més o menys com es forma el flux magnètic i com surt a la superfície, però la seva relació amb les estructures i dinàmiques de la corona no l'entenem del tot. I és molt important, perquè d'això depenen les erupcions i explosions en la corona i, en conseqüència, com ens afectarà l'activitat del Sol en la Terra. Sabem replicar la convecció de la superfície del Sol en els nostres ordinadors, però com es creen aquestes estructures en la corona i la seva dinàmica i evolució encara no les hem replicat”.
I, en tercer lloc, el temps espacial: la influència de l'activitat solar sobre la Terra. Les tempestes solars poden afectar satèl·lits, GPS o xarxes elèctriques, i predir aquests fenòmens és tot un repte. Precisament en aquest àmbit és on Arregi espera els majors avanços, en un futur pròxim: “No sols té interès científic. La nostra societat és cada vegada més dependent de la tecnologia i hi ha motivacions econòmiques, fins i tot militars. els Estats Units, Europa i la Xina estan posant molts diners aquí”.
En cadascuna d'aquestes àrees encara hi ha moltes preguntes sense resposta. Per exemple, el que ha estat durant molts anys un dels majors misteris del Sol: per què la corona està tan calenta. De fet, la superfície està a 6.000 °C, però a mesura que es va cap a fora comença a escalfar-se, i la corona està per sobre d'un milió de graus. En els últims anys s'ha avançat en la seva comprensió. “Més o menys sabem la resposta”, diu Arregi. “Sabem que és el resultat de dos processos: reconnexions magnètiques i dissipació d'ones magnètiques; però no sabem quant calor aporta cadascun, per exemple”.
D'altra banda, la corona ha estat àmpliament investigada en els últims anys, però existeix una capa prima entre la superfície i la corona, la cromosfera, que fins fa poc no ha estat prestada molta atenció. “És una capa molt fina, té uns 2.000 km, però és molt important perquè és la unió entre l'interior i l'exterior”, explica Arregi. “A l'interior predomina el plasma, el fluid li diu al camp magnètic com moure's, mentre que en l'exterior predomina el camp magnètic i el fluid es mou en conseqüència. En tots dos costats hi ha un clar dominador, però en la cromosfera no, els dos estan aparellats”. La seva física és molt complexa. “Entenem menys aquesta capa. I és fonamental, perquè d'aquí es formen les estructures que veiem en la corona i són aquestes estructures les que creguin el temps espacial”.
Noves mirades
En els últims anys, algunes missions espacials estan fent una gran contribució al coneixement del Sol. La sonda Parker Solar Probe (NASA, 2018), per exemple, ha arribat per primera vegada a l'interior de la corona i ha pogut realitzar mesuraments directes. “Un problema que tenim en la física solar, i en l'astrofísica en general, és que no podem realitzar mesuraments directament. Observem i realitzem models teòrics o simulacions numèriques, però sense un mesurament directe, és difícil comparar els dos després. Parker ha estat el primer instrument capaç d'acostar-se al Sol i mesurar les seves condicions (densitat, temperatura, camp magnètic, corrents elèctrics, etc.). Per exemple, està sent molt important per a veure si les estructures reals del vent solar s'adhereixen a les nostres teories”.
L'orbitador Solar Orbiter (AQUESTA/NASA, 2021), per part seva, està proporcionant imatges i dades de molt alta resolució en moltes longituds d'ona. Això permet analitzar dinàmiques de menor escala. “I, com més a petita escala es veu, més interessants es veuen les coses”, ha destacat Arregi. Però també subratlla un altre objectiu d'aquesta missió: Estudi dels pols solars. “Fins ara no hem pogut veure bé com és l'estructura i l'evolució del camp magnètic en els pols solars. Un objectiu important de Solar Orbiter és aclarir això”.
En la Terra també s'estan construint telescopis cada vegada més grans per a observar-los cada vegada amb més detall. A Hawaii es troba el telescopi DKIST, el telescopi solar més gran fins a la data, amb un diàmetre de 4 metres. “A Canàries, el nostre institut està preparant el telescopi EST (European Solar Telescope), que també tindrà 4 m”, explica Arregi. “Amb ells realment esperem estudiar bé aquesta interacció entre el magnetisme i el plasma”.
El valor de l'ombra
Entre tota aquesta tecnologia, els eclipsis també continuen tenint valor científic. Al llarg de la història han tingut una gran importància i organitzaven nombroses expedicions per a observar els eclipsis. abans que Bernard Lyot inventés el coronògraf —el dispositiu que cobreix artificialment el sol— en 1931, l'única possibilitat de veure la corona eren eclipsis, per exemple. “Quan la lluna tapa per complet al Sol, aquí, de sobte, on normalment no es veu res, apareix la corona”, explica Zuza.
D'altra banda, Zuza ha volgut destacar que també han servit per a fer alguns descobriments importants en física. “El primer càlcul exacte de la distància entre la Terra i la Lluna es va realitzar en un eclipsi total, a. En el segle II”, llança el primer exemple. “Només hi ha un element químic en la Terra que encara que existeix no es va descobrir en la Terra: l'heli”, continua. Això també va ser descobert en un eclipsi total per espectrometria en 1868. “I, potser el més conegut, el de la demostració de la teoria de la Relativitat General en 1919”.
Des de l'arribada dels coronògrafs, existeix la possibilitat de crear un eclipsi artificial i observar la corona en el moment desitjat. Això és el que fan els telescopis actuals. Tanmateix, com diu Zuza, encara “no hi ha millor coronògraf que la Lluna”.
El mateix ha reiterat Arregi: "Malgrat la tecnologia avançada, les condicions que ocorren durant un eclipsi natural encara no es poden replicar". De fet, els coronògrafs introdueixen l'artificialitat en les observacions. “El que veiem amb una càmera de fotos, amb la del mòbil o amb els nostres propis ulls no es veu igual. Perquè alguna cosa semblança ocorre amb els coronògrafs”. Han de ser calibrats, prenent com a referència els eclipsis. “Per a calibrar l'instrumental de les missions espacials, per exemple, és molt important”.
D'altra banda, “com es pot observar el mateix eclipsi des de diferents parts del món —en tot el recorregut que recorre la foscor—, en comparar aquestes dades per col·laboració, és un gran avantatge”, afegeix Arregi. “Per tant, encara que els nostres telescopis són molt avançats, els eclipsis naturals, a més de ser una bonica experiència, són molt útils des del punt de vista científic”.
La màgia de l'eclipsi
El mateix Arregi no ha tingut l'oportunitat de viure aquesta experiència, encara. Ho ha intentat en dues ocasions, al Japó i a la Xina, però, en ambdues, el mal temps li ha frustrat el pla. Rectes, sí. en 1999 es va traslladar a Munic per a poder presenciar l'eclipsi total. “Record aquest moment del tot, bua, aquesta màgia!. Sobretot, el canvi de la parcialitat a la totalitat va ser tan significatiu! És per això que estic dient-li a la gent una vegada i una altra que es mogui a veure la totalitat”.
En efecte, Zuza diu clarament: "El 99,9% tampoc és igual al 100% en absolut. Per la lluminositat del Sol, aquest 0,01% és suficient per a no veure la corona. Per això, li preguem que agafi les ulleres homologades i les mogui a la totalitat. Aquest moment, aquest moment de veure la corona, és realment inoblidable”.
Els eclipsis de Sol també tenen una altra cosa impactant, per a Zuza. “Quina sort tenim de veure a la Lluna i al Sol de la mateixa grandària des de la Terra”. El Sol és 400 vegades més gran que la Lluna, però està 400 vegades més lluny. “Si la Lluna fos una mica més petita, o si estigués una mica més lluny, no podríem veure la corona durant els eclipsis”, destaca Zuza. “És més, a la Terra en realitat no li tocava cap satèl·lit com la Lluna, com a Mart o Venus; com a màxim algun còdol. Tenim aquesta meravellosa Lluna a causa d'un accident i, a més, està en aquest punt concret on ens permet veure eclipsis totals de Sol. Això és el que m'impressiona”.
Zuza viatjarà a La Rioja per a veure el dia 12 d'agost. Arregi encara no té clar si ho veurà a Cantàbria o Palència, però sí que sap que la segona opció és millor, perquè el conjunt durarà més i el temps també serà més segur. Té una cosa clara: “No vull cap instrument, ni telescopi, ni telèfon, ni càmera. Només els antulls, res més”.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
