Una "corriente de fuego" en el Sol adquiere velocidad

Una "corriente de fuego" masiva en el Sol comenzó a moverse a

altas velocidades, sorprendiendo así a investigadores y

desafiando algunos modelos existentes del ciclo solar.

Marzo 12, 2010: ¿Qué pretende el Sol ahora?

En la edición del día de hoy de la revista "Science" ("Ciencia", en idioma español), el físico solar David Hathaway, de la NASA, informa que la parte superior del Gran Cinturón Transportador del Sol ha estado girando a velocidades récord en los últimos cinco años.

"Creo que esto podría explicar el inusual profundo mínimo solar que hemos estado observando", comenta Hathaway. "La alta velocidad del cinturón transportador desafía los modelos que existen del ciclo solar y nos ha obligado a volver a la pizarra para buscar nuevas ideas".

El Gran Cinturón Transportador es una corriente de fuego (plasma caliente) de circulación masiva que ocurre dentro del Sol. Posee dos ramificaciones (norte y sur) y a cada una de ellas le toma alrededor de 40 años completar un ciclo. Los investigadores piensan que la inversión del sentido del ciclo controla el ciclo de las manchas solares.

Derecha: Concepto artístico del Gran Cinturón Transportador del Sol. [Imagen ampliada]

Hathaway ha estado monitorizando el cinturón transportador usando datos proporcionados por el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO, en idioma inglés). El flujo superficial del cinturón erosiona la superficie del Sol, barriendo las acumulaciones o nudos de magnetismo solar y transportándolas hacia los polos. El SOHO es capaz de rastrear estos nudos (Hathaway los llama "elementos magnéticos") y, por lo tanto, de revelar la velocidad del flujo que se encuentra por debajo de ellos.

"Es parecido a medir la velocidad de un río en la Tierra por medio de la observación de las hojas y ramitas que flotan y siguen la corriente en su superficie", explica Hathaway.

El conjunto de datos del SOHO abarca hasta 1996, y cubre un ciclo solar completo. El año pasado, Lisa Rightmire, una estudiante de Hathaway, en la Universidad de Memphis, pasó el verano completo tomando mediciones de los elementos magnéticos. Cuando pudo crear una gráfica de la velocidad de dichos elementos comparada con el tiempo, se dio cuenta de cuán rápido se estaba moviendo el cinturón transportador.

Aclaración sobre el significado de la palabra "rápido": El Gran Cinturón Transportador es una de las estructuras más grandes de todo el sistema solar y, según los estándares humanos, se mueve con una gran lentitud. "Rápido", en este contexto, significa de 10 a 15 metros por segundo (de 20 a 30 millas por hora ó aproximadamente de 32 a 48 kilómetros por hora). Un buen ciclista podría fácilmente mantener esta marcha.

Abajo: Velocidad del Gran Cinturón Transportador (también conocido como "flujo del meridiano") desde 1996. Obsérvense las altas velocidades producidas aproximadamente después del año 2004. Crédito: Hathaway y Rightmire, 2010. [Imagen ampliada]

El aumento de la velocidad ocurrió sorpresivamente en dos niveles.

Primero, coincidió con el mínimo solar más profundo en casi 100 años, contradiciendo así los modelos que predecían que un cinturón rápido debería ocasionar la producción de manchas solares. La idea básica es que el cinturón barre los campos magnéticos de la superficie del Sol y los arrastra hacia abajo, en la dirección en donde se encuentra la dínamo interna del Sol. Allí, estos campos son amplificados para formar las bases de las nuevas manchas solares. Un cinturón transportador que se desplaza rápidamente debería de acelerar este proceso.

De modo que, ¿dónde han estado todas las manchas solares? El mínimo solar de 2008-2009 fue inusualmente profundo y ahora el Sol parece estar en los comienzos de un nuevo ciclo solar débil.

En lugar de producir manchas solares, Hathaway cree que un cinturón transportador rápido puede suprimirlas "si contrarresta la difusión magnética en el ecuador del Sol". Él describe el proceso en detalle en la revista "Science" ("Variaciones en el flujo meridional del Sol a través de un ciclo solar" ó "Variations in the Sun's Meridional Flow over a Solar Cycle", 12 de marzo de 2010, v327, 1350-1352).

La segunda sorpresa tiene que ver con el fondo del cinturón transportador.

El SOHO solamente puede cronometrar los movimientos de la cubierta visible del flujo. El fondo está escondido por ~200.000 kilómetros de cubierta de plasma. Sin embargo, se puede lograr una estimación de su velocidad por medio del rastreo de las manchas solares.

"Las manchas solares están supuestamente enraizadas al fondo del cinturón", comenta Hathaway. "De modo que el movimiento de las manchas solares nos indica cuán rápido se está moviendo el cinturón allá abajo".

Él hizo justamente eso (confeccionó una gráfica que compara la velocidad con el momento en el que se produjeron las manchas solares desde 1996) y los resultados no tienen sentido. "Mientras que la parte superior del cinturón transportador se ha estado moviendo a velocidades muy elevadas, que marcan un récord, el fondo parece estar moviéndose a velocidades muy bajas, las cuales también establecen un récord. Otra contradicción".

Derecha: Concepto artístico del Observatorio de Dinámica Solar (SDO, en idioma inglés). Lanzado en febrero de 2010, el SDO será capaz de observar el interior del Sol para estudiar el cinturón transportador en mayor detalle, tal vez resolviendo de ese modo los misterios que develaron Hathaway y Rightmire. [Imagen ampliada]

¿Podrá suceder que las manchas solares no se encuentren enraizadas al fondo del cinturón transportador, después de todo? "Esa es una posibilidad", agrega el científico. "Las manchas solares podrían encontrarse en movimiento debido a las ondas generadas por la dinámica interna del Sol o por algún otro fenómeno que no se encuentre vinculado con el cinturón transportador".

Los investigadores realmente necesitan una buena y profunda "mirada" al interior del Sol. El Observatorio de Dinámica Solar, de la NASA, lanzado en febrero de 2010, lo hará posible cuando sus instrumentos se enciendan más adelante este mismo año. El SDO podrá confeccionar mapas del interior del Sol usando una técnica llamada heliosismología. El SOHO puede hacer lo mismo, pero no lo suficientemente bien como para analizar el Gran Cinturón Transportador durante todo su ciclo. Los sensores avanzados del SDO podrían revelar el ciclo completo.

¿Y luego? "Podría ser la pieza ausente que necesitamos para predecir todo el ciclo solar", comenta Hathaway.