El Sol se voltea

Los científicos de la NASA que estudian al Sol, dicen que el asombroso campo magnético de nuestra estrella se está volteando --clara señal de que el máximo solar está aquí.

 

15 de Febrero, 2001 -- No se puede saber con sólo mirarlo, pero los científicos dicen que el Sol acaba de sufrir un cambio importante. El campo magnético de nuestra estrella se ha invertido.

El polo norte magnético del Sol, que se situaba en el hemisferio norte hace sólo unos meses, ahora apunta al sur. Es una situación poco común, pero no inesperada.

"Esto siempre sucede alrededor de la época del máximo solar," dice David Hathaway, físico solar del Centro Marshall de Vuelos Espaciales. "Los polos magnéticos intercambian lugares durante el apogeo del ciclo de las manchas solares. De hecho, es buen indicio de que el máximo solar realmente llegó".

Arriba: Los conteos de manchas solares, mostrados aquí frente a una imagen de rayos x del Sol, se están acercando a su máximo para el actual ciclo solar

Los polos magnéticos del Sol permanecerán como se encuentran ahora, con el polo norte magnético apuntando hacia el hemisferio sur del Sol, hasta el año 2012 cuando se reviertan de nuevo. Esta transición ocurre, hasta donde sabemos, cada 11 años en el apogeo de cada ciclo de manchas solares -- como un reloj.

El campo magnético de la Tierra también se voltea, pero con menor regularidad. Las inversiones consecutivas del campo magnético terrestre se hallan espaciados por intervalos de 5 mil hasta 50 millones de años. La última inversión ocurrió hace 740 000 años. Algunos investigadores creen que en nuestro planeta hace ya mucho que deberíamos de haber experimentado una inversión del campo magnético, pero nadie sabe exactamente cuando puede ocurrir.

Aunque los campos magnéticos solar y terrestre se comportan de manera diferente, tienen algo en común: su forma. Durante el mínimo solar, tanto el campo del Sol como el de la Tierra, se parece al campo de un imán de barra, con grandes espirales cerca del ecuador y líneas de campo abiertas de campo cerca de los polos. Los científicos llaman a este tipo de campo un "dipolo". El campo dipolar del Sol es casi tan fuerte como el de un imán para el refrigerador, es decir, unos 50 gauss (unidades de intensidad de un campo magnético). El campo de la tierra es unas 100 veces más débil.

Abajo: El campo magnético básico del Sol, como el de la Tierra, se parece al de un imán de barra.

Cuando llega el máximo solar y las manchas solares dan vida a la faz del Sol, el campo magnético de nuestra estrella comienza a cambiar. Las manchas solares son lugares donde intensos espirales magnéticos --cientos de veces más poderosos que el campo dipolar ambiental -- se asoman hacia la fotosfera.

"Los flujos meridionales sobre la superficie del Sol arrastran campos magnéticos desde las manchas solares situadas en latitudes medias hasta los polos", explica Hathaway . "Los polos acaban invirtiéndose debido a que estos flujos transportan campos magnéticos apuntando al sur hacia el polo norte magnético y campos magnéticos apuntando al norte hacia el polo sur magnético". El campo dipolar se debilita uniformemente conforme los flujos opuestos en dirección se acumulan en los polos del Sol, hasta que a la altura del máximo solar, los polos magnéticos cambian de polaridad y comienzan a crecer hacia una nueva dirección.

Hathaway notó la última inversión polar en un "diagrama magnético de mariposa". Usando datos recolectados por astrónomos del Observatorio Solar Nacional de los E.U. en Kitt Peak, Hathaway pudo graficar el campo magnético promedio del Sol, día a día, como función de la latitud solar y del tiempo desde 1975 hasta el presente. El resultado es una gráfica parecida a una banda de grabación que revela los patrones magnéticos que evolucionan en la superficie del Sol. "Lo llamamos diagrama de mariposa", dice, "porque las manchas solares crean unos patrones en el gráfico que parecen alas de mariposa".

En el diagrama de mariposa, que se muestra abajo, los campos polares del Sol aparecen como bandas de color uniforme cerca de los 90 grados de latitud. Cuando los colores cambian (en este caso de azul a amarillo o viceversa) significa que los campos polares han intercambiado signos.

 

Arriba: En este "diagrama magnético de mariposa," las regiones amarillas son ocupadas por campos magnéticos que apuntan al Sur; los azules apuntan al norte. En las latitudes medias, el diagrama está dominado por intensos campos magnéticos sobre las manchas solares. Durante el ciclo de las manchas solares, éstas derivan, en promedio hacia el ecuador -- así como las alas de mariposa. Las regiones uniformes en azul y amarillo cerca de los polos revelan la orientación del campo magnético dipolar del Sol. [más información]

Los cambios actuales no se confinan al espacio cercano alrededor de nuestra estrella, añade Hathaway. El campo magnético del Sol envuelve a todo el sistema solar en una burbuja que los científicos llaman la "heliosfera". La heliosfera se extiende unas 50 o 100 unidades astronómicas (UA) más allá de la órbita de Plutón. Adentro de ella está el sistema solar -afuera es el espacio interestelar.

"Los cambios en el campo magnético del Sol son llevados fuera de la heliosfera por el viento solar," explica Steve Suess, otro físico solar del Centro Marshall. "Las perturbaciones tardan alrededor de un año para propagarse desde el Sol hasta las partes externas de la heliosfera".

Debido a que el Sol rota (una vez cada 27 días), los campos magnéticos del Sol serpentean siguiendola forma de una espiral arquimediana. Muy arriba de los polos, el campo magnético se retuerce, como un juguete "Slinky" para niños.

Izquierda: Steve Suess (NASA/MSFC) preparó esta figura, que muestra como se verían los serpenteantes campos magnéticos solares desde un punto situado a unas ~100 UA del Sol.

Debido a todas las vueltas y retorcimientos, "el impacto de la inversión de los campos en la heliosfera es complicado", dice Hathaway. Las manchas solares son fuentes de nudos magnéticos intensos que serpentean hacia afuera aún si el campo de dipolo se desvanece. La heliosfera no desaparece simplemente cuando los polos se invierten -- hay muchas complejas estructuras magnéticas que llenan el vacío que queda.

O al menos eso dice la teoría. Los científicos nunca han visto la inversión magnética suceder de la mejor manera teóricamente posible -- es decir, de arriba hacia abajo .

Pero ahora, la asombrosa sonda espacial Ulises podría dar a los científicos una oportunidad para comprobar la realidad. Ulises, una aventura internacional conjunta de la Agencia Espacial Europea y la NASA, fue lanzada en 1990 para observar el sistema solar desde latitudes solares muy altas. Cada 6 años, la sonda espacial vuela 2.2 UA sobre los polos solares. No existe ninguna otra sonda que viaje tan lejos por encima del plano orbital de los planetas.

"Ulises acaba de pasar por debajo del polo sur solar," dijo Suess, un co-investigador de la misión. "Ahora, va a regresar y volará sobre el polo norte en el otoño"

Derecha: Después de un encuentro con Júpiter en 1992, la sonda espacial Ulises viajó hacia una alta órbita polar. Su latitud solar máxima es de 80.2 grados sur. [más]

"Esta es la parte más importante de nuestra mision", dice. Ulises viajó por última vez sobre los polos solares en 1994 y 1996, durante el mínimo solar, y la nave hizo varios descubrimientos importantes sobre los rayos cósmicos, el viento solar y otros". Ahora podremos ver los polos solares durante el otro extremo: el máximo solar. Nuestros datos cubrirán un ciclo solar completo".

Para aprender más acerca de los cambios en el campo magnético del Sol y cómo son generados, por favor visite "El dínamo solar," una página electrónica preparada por el grupo de investigadores solares de la NASA/Marshall. Actualizaciones sobre la misión de la sonda Ulises se pueden encontrar en Internet por el JPL en http://ulysses.jpl.nasa.gov.

http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2001/ast15feb_1/