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Mirando al sol

Es una estrella normal, la tenemos cerca y se ha investigado mucho. Pero eso no quiere decir que lo sepamos todo sobre ella. Ni que no sea fascinante. Kristina Zuza Elosegi (UPV/EHU) e Iñigo Arregi Uribe-Etxebarria (Instituto de Astrofísica de Canarias) llevan mucho tiempo fascinados por el sol. Y el 12 de agosto, al igual que otros millones de ojos, los suyos mirarán al Sol para ver cómo lo oculta la Luna. Hablan de lo que va a ocultar y lo que va a revelar.

Egoitz Etxebeste Aduriz

El sol está ahí. Siempre. Es una estrella común. Así lo han descrito, precisamente, los dos expertos de este reportaje. “Es una estrella muy común”, ha señalado la profesora de la UPV Kristina Zuza Elosegi, “hay millones de estrellas como el Sol en nuestra galaxia”.

Tiene una masa pequeña, una temperatura superficial de unos 6.000 ºC, de color amarillo, y está en la mitad de su vida. Se formó hace unos 4.500 millones de años. “Es una estrella de segunda generación”, destaca Zuza, “que nace de la materia liberada de las explosiones de estrellas anteriores”.

A pesar de ser un apasionado de la astronomía desde pequeño, el Sol nunca llamó la atención especial de Zuza hasta que realizó sus estudios de astrofísica. Entonces comprendió lo que es el Sol: “Es una bomba, porque en sí misma tiene una bomba nuclear, y porque la actividad que tiene es enorme”.

Esta actividad es consecuencia de la estructura del sol. “En el núcleo el hidrógeno se convierte en helio. Ahí hay una pérdida de masa que se libera como energía. Esta es la luz, el calor, y toda la energía que recibimos en todo el espectro de ondas electromagnéticas”.

Esta energía sale del núcleo hacia fuera: primero a través de una zona radiativa y luego a través de una zona convectiva. En este último, el plasma caliente sube, se enfría y baja de nuevo, continuamente. Dado que el plasma está compuesto de iones, este movimiento de iones es una corriente eléctrica que genera campos magnéticos. “El campo magnético es la clave de la actividad del sol”, dice Zuza.

Este campo magnético cambia constantemente en ciclos de 11 años. Al principio del ciclo está ordenado en líneas que van de un polo a otro, pero se va retorciendo hasta el máximo del ciclo. Esto aumenta drásticamente la actividad magnética en la superficie, de donde surgen manchas, erupciones, viento solar y auroras. Durante los eclipses se puede ver en qué fase se encuentra el ciclo. “Al tapar la Luna el Sol, se ve la corona y la forma de la corona nos muestra en qué fase del ciclo se encuentra. Si está tranquilo, la corona será más pequeña en los polos que en el ecuador, mientras que si hay mucha actividad se expande simétricamente en todas las direcciones”. El máximo del ciclo se produjo en el verano de 2025, por lo que el Sol está todavía en una fase de gran actividad.

Nuestra estrella

“Es una estrella muy común en el gran zoo de las estrellas”, señala también el astrofísico Iñigo Arregi Uribe-Etxebarria. Arregi lleva años investigando el Sol en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Y se nota que ama a esa estrella común. “Hay estrellas más grandes, pero es nuestra estrella, la vemos de cerca. Así que, desde nuestro punto de vista, es grande”.

Es la estrella más cercana y la más estudiada. Pero eso no quiere decir que lo conozcamos del todo bien. “Otros grupos estudian cosas muy interesantes: la cosmología, el comienzo del Universo, el final, la evolución de las galaxias… Y, muchas veces, incluso entre nosotros, parece que ya sabemos todo sobre el Sol”, explica Arregi. “Tenemos telescopios tanto en la Tierra como en el espacio, cada vez mejores, pero, cuanto mejores instrumentos tenemos y vemos con más detalle, nos damos cuenta de que entendemos menos”.

“La investigación del Sol sigue siendo un campo muy activo”, dice Arregi. Y destaca que las preguntas más grandes están en tres áreas.

Por un lado, la interacción entre plasma y magnetismo. “El sol es un plasma. Interacciona con el campo magnético lo que genera una dinámica. “Todavía no sabemos lo que pasa ahí en las escalas pequeñas”.

Por otro lado, la conexión entre el interior y el exterior del sol. “En el interior del Sol sabemos más o menos cómo se forma el flujo magnético y cómo sale a la superficie, pero su relación con las estructuras y dinámicas de la corona no la entendemos del todo. Y es muy importante, porque de ello dependen las erupciones y explosiones en la corona y, en consecuencia, cómo nos afectará la actividad del Sol en la Tierra. Sabemos replicar la convección de la superficie del Sol en nuestros ordenadores, pero cómo se crean estas estructuras en la corona y su dinámica y evolución aún no las hemos replicado”.

Y, en tercer lugar, el tiempo espacial: la influencia de la actividad solar sobre la Tierra. Las tormentas solares pueden afectar a satélites, GPS o redes eléctricas, y predecir estos fenómenos es todo un reto. Precisamente en este ámbito es donde Arregi espera los mayores avances, en un futuro próximo: “No solo tiene interés científico. Nuestra sociedad es cada vez más dependiente de la tecnología y hay motivaciones económicas, incluso militares. Estados Unidos, Europa y China están poniendo mucho dinero ahí”.

En cada una de estas áreas todavía hay muchas preguntas sin respuesta. Por ejemplo, lo que ha sido durante muchos años uno de los mayores misterios del Sol: por qué la corona está tan caliente. De hecho, la superficie está a 6.000 ºC, pero a medida que se va hacia fuera empieza a calentarse, y la corona está por encima de un millón de grados. En los últimos años se ha avanzado en su comprensión. “Más o menos sabemos la respuesta”, dice Arregi. “Sabemos que es el resultado de dos procesos: reconexiones magnéticas y disipación de ondas magnéticas; pero no sabemos cuánto calor aporta cada uno, por ejemplo”.

Por otro lado, la corona ha sido ampliamente investigada en los últimos años, pero existe una capa delgada entre la superficie y la corona, la cromosfera, que hasta hace poco no ha sido prestada mucha atención. “Es una capa muy fina, tiene unos 2.000 km, pero es muy importante porque es la unión entre el interior y el exterior”, explica Arregi. “En el interior predomina el plasma, el fluido le dice al campo magnético cómo moverse, mientras que en el exterior predomina el campo magnético y el fluido se mueve en consecuencia. En ambos lados hay un claro dominador, pero en la cromosfera no, los dos están emparejados”. Su física es muy compleja. “Entendemos menos esta capa. Y es fundamental, porque de ahí se forman las estructuras que vemos en la corona y son estas estructuras las que crean el tiempo espacial”.

Nuevas miradas

En los últimos años, algunas misiones espaciales están haciendo una gran contribución al conocimiento del Sol. La sonda Parker Solar Probe (NASA, 2018), por ejemplo, ha llegado por primera vez al interior de la corona y ha podido realizar mediciones directas. “Un problema que tenemos en la física solar, y en la astrofísica en general, es que no podemos realizar mediciones directamente. Observamos y realizamos modelos teóricos o simulaciones numéricas, pero sin una medición directa, es difícil comparar los dos después. Parker ha sido el primer instrumento capaz de acercarse al Sol y medir sus condiciones (densidad, temperatura, campo magnético, corrientes eléctricas, etc.). Por ejemplo, está siendo muy importante para ver si las estructuras reales del viento solar se adhieren a nuestras teorías”.

El orbitador Solar Orbiter (ESA/NASA, 2021), por su parte, está proporcionando imágenes y datos de muy alta resolución en muchas longitudes de onda. Esto permite analizar dinámicas de menor escala. “Y, cuanto más a pequeña escala se ve, más interesantes se ven las cosas”, ha destacado Arregi. Pero también subraya otro objetivo de esta misión: Estudio de los polos solares. “Hasta ahora no hemos podido ver bien cómo es la estructura y la evolución del campo magnético en los polos solares. Un objetivo importante de Solar Orbiter es aclarar esto”.

En la Tierra también se están construyendo telescopios cada vez más grandes para observarlos cada vez con más detalle. En Hawai se encuentra el telescopio DKIST, el telescopio solar más grande hasta la fecha, con un diámetro de 4 metros. “En Canarias, nuestro instituto está preparando el telescopio EST (European Solar Telescope), que también tendrá 4 m”, explica Arregi. “Con ellos realmente esperamos estudiar bien esta interacción entre el magnetismo y el plasma”.

El valor de la sombra

Entre toda esta tecnología, los eclipses también siguen teniendo valor científico. A lo largo de la historia han tenido una gran importancia y organizaban numerosas expediciones para observar los eclipses. antes de que Bernard Lyot inventara el coronógrafo —el dispositivo que cubre artificialmente el sol— en 1931, la única posibilidad de ver la corona eran eclipses, por ejemplo. “Cuando la luna tapa por completo al Sol, ahí, de repente, donde normalmente no se ve nada, aparece la corona”, explica Zuza.

Por otro lado, Zuza ha querido destacar que también han servido para hacer algunos descubrimientos importantes en física. “El primer cálculo exacto de la distancia entre la Tierra y la Luna se realizó en un eclipse total, a. En el siglo II”, lanza el primer ejemplo. “Solo hay un elemento químico en la Tierra que aunque existe no se descubrió en la Tierra: el helio”, continúa. Esto también fue descubierto en un eclipse total por espectrometría en 1868. “Y, quizás el más conocido, el de la demostración de la teoría de la Relatividad General en 1919”.

Desde la llegada de los coronógrafos, existe la posibilidad de crear un eclipse artificial y observar la corona en el momento deseado. Esto es lo que hacen los telescopios actuales. Sin embargo, como dice Zuza, todavía “no hay mejor coronógrafo que la Luna”.

Lo mismo ha reiterado Arregi: "A pesar de la tecnología avanzada, las condiciones que ocurren durante un eclipse natural aún no se pueden replicar". De hecho, los coronógrafos introducen la artificialidad en las observaciones. “Lo que vemos con una cámara de fotos, con la del móvil o con nuestros propios ojos no se ve igual. Pues algo parecido ocurre con los coronógrafos”. Deben ser calibrados, tomando como referencia los eclipses. “Para calibrar el instrumental de las misiones espaciales, por ejemplo, es muy importante”.

Por otro lado, “como se puede observar el mismo eclipse desde diferentes partes del mundo —en todo el recorrido que recorre la oscuridad—, al comparar estos datos por colaboración, es una gran ventaja”, añade Arregi. “Por lo tanto, aunque nuestros telescopios son muy avanzados, los eclipses naturales, además de ser una bonita experiencia, son muy útiles desde el punto de vista científico”.

La magia del eclipse

El propio Arregi no ha tenido la oportunidad de vivir esta experiencia, todavía. Lo ha intentado en dos ocasiones, en Japón y en China, pero, en ambas, el mal tiempo le ha frustrado el plan. Rectas, sí. en 1999 se trasladó a Múnich para poder presenciar el eclipse total. “¡Recuerdo ese momento del todo, bua, esa magia!. Sobre todo, ¡el cambio de la parcialidad a la totalidad fue tan significativo! Es por eso que estoy diciéndole a la gente una y otra vez que se mueva a ver la totalidad”.

En efecto, Zuza dice claramente: "El 99,9% tampoco es igual al 100% en absoluto. Por la luminosidad del Sol, este 0,01% es suficiente para no ver la corona. Por ello, le rogamos que coja las gafas homologadas y las mueva a la totalidad. Ese momento, ese momento de ver la corona, es realmente inolvidable”.

Los eclipses de Sol también tienen otra cosa impactante, para Zuza. “Qué suerte tenemos de ver a la Luna y al Sol del mismo tamaño desde la Tierra”. El Sol es 400 veces más grande que la Luna, pero está 400 veces más lejos. “Si la Luna fuera un poco más pequeña, o si estuviera un poco más lejos, no podríamos ver la corona durante los eclipses”, destaca Zuza. “Es más, a la Tierra en realidad no le tocaba ningún satélite como la Luna, como a Marte o Venus; a lo sumo algún guijarro. Tenemos esta maravillosa Luna a causa de un accidente y, además, está en ese punto concreto dónde nos permite ver eclipses totales de Sol. Eso es lo que me impresiona”.

Zuza viajará a La Rioja para ver el día 12 de agosto. Arregi todavía no tiene claro si lo verá en Cantabria o Palencia, pero sí sabe que la segunda opción es mejor, porque el conjunto durará más y el tiempo también será más seguro. Tiene una cosa clara: “No quiero ningún instrumento, ni telescopio, ni teléfono, ni cámara. Solo los antojos, nada más”.