Nuestro Sol nos brinda una oportunidad única de estudiar una estrella de cerca, pero aunque llevamos cientos de años observándolo, todavía hay muchas cosas que siguen siendo sólo parcialmente conocidas, o incluso un completo misterio. Una cosa que no comprendemos del todo es el ciclo solar. ¿Qué es el ciclo de 11 años del sol? ¿Qué sabemos sobre él?
¿Qué es el ciclo solar?
El Sol, por supuesto, es nuestra estrella más cercana en el espacio. Una estrella está compuesta principalmente de helio e hidrógeno y genera calor y luz mediante el proceso de fusión nuclear en su núcleo.
Durante más tiempo del que ha existido la Tierra, ha habido un Sol. Ha sido una fuente constante de luz y calor, y ha salido por la mañana y se ha puesto por la tarde todos los días en el transcurso de los últimos cuatro mil quinientos millones de años, aunque la humanidad no haya estado presente para presenciarlo.
Sin embargo, eso no quiere decir que siempre haya sido igual y, aunque no es una entidad viva, atraviesa ciclos de cambio como cualquier ser vivo.
Uno de los cambios que conocemos (y que, al menos en parte, comprendemos) es el ciclo solar. También llamado ciclo de las manchas solares, dura aproximadamente 11 años y está directamente relacionado con la frecuencia de las manchas solares que aparecen en la superficie del Sol.
En el punto álgido de cada ciclo -llamado máximo solar- las manchas solares aparecen con más frecuencia, mientras que al final del ciclo (y al comienzo del nuevo) -llamado mínimo solar- las manchas solares escasean e incluso pueden desaparecer por completo.
Breve historia de los ciclos solares
Este ciclo se observó por primera vez a finales del siglo XVIII, cuando el astrónomo danés Christian Horrebow observó que el número de manchas solares parecía aumentar y disminuir repetidamente en el transcurso de varios años.
Sin embargo, el ciclo en sí no se identificó claramente hasta 1843, cuando el astrónomo alemán Samuel Heinrich Schwabe anunció su descubrimiento tras 17 años de observaciones solares. Doce años más tarde, los amplios datos de Schwabe sirvieron de base al astrónomo suizo Rudolf Wolf para designar el primer ciclo solar conocido, que comenzó en febrero de 1755.
Desde entonces, el Sol ha atravesado 24 ciclos completos. El 25º, nuestro ciclo actual, comenzó en diciembre de 2019, y se prevé que el máximo comience en julio de 2025 y el 26º en 2030.
De media, cada ciclo ha durado unos 11 años, pero eso no quiere decir que no haya habido variaciones. Por ejemplo, el ciclo solar 2 comenzó en junio de 1766 y terminó nueve años después, en junio de 1775. Sin embargo, el ciclo solar 4 comenzó en septiembre de 1784 y terminó en abril de 1798, por lo que duró 13 años y siete meses.
¿Qué causa el ciclo solar?
Aunque el concepto de ciclo solar es bastante sencillo, los mecanismos que lo impulsan son un poco más complicados y no se comprenden tan bien. Sin embargo, en su núcleo se encuentra el campo magnético del Sol.
El Sol, al igual que los planetas que lo orbitan, gira sobre su eje, pero como no tiene una superficie sólida, las distintas regiones giran a velocidades diferentes. Más concretamente, el ecuador gira más rápido que los polos. Esto, a su vez, hace que el campo magnético del Sol se retuerza y, allí donde se enreda, penetra en la superficie solar y provoca la formación de una mancha solar.
Cuanto más activo es el campo magnético del Sol, más manchas solares aparecen. Más concretamente, el ciclo solar es en realidad el ciclo de su campo magnético.
Aproximadamente cada 11 años, el campo magnético atraviesa un periodo de calma: el mínimo solar. Unos cinco años y medio después, cuando el campo magnético está en su punto más turbulento, se produce el máximo solar. El ciclo termina entonces y comienza de nuevo con otro mínimo solar.
El propio campo magnético se genera a través del movimiento de partículas cargadas (plasma) en el núcleo del Sol. Al interactuar, estas partículas crean corrientes eléctricas que, a su vez, generan campos magnéticos.
Más allá de esto, las causas de estas fluctuaciones en el campo magnético siguen siendo un misterio.
¿Cómo afecta el ciclo solar a la Tierra?
Aunque el Sol está a 150 millones de kilómetros (93 millones de millas) de distancia, sigue teniendo un efecto evidente sobre la Tierra y, como es de esperar, cualquier cambio que se produzca en él puede repercutir aquí.
Lo que sigue son sólo algunas de las formas en que el campo magnético del Sol y la actividad de las manchas solares influyen indirectamente en nuestra vida en la Tierra:
- Auroras
- Apagones de radio y electricidad
- Cambios de temperatura
Auroras
Como ya se ha mencionado, cuando el campo magnético del Sol se enreda en un punto concreto, atraviesa la superficie del Sol y forma una mancha solar. Esta interacción hace que se genere una enorme cantidad de energía que luego es expulsada de la superficie del Sol en forma de llamarada solar.
(Las erupciones solares continuarán, incluso después de que se haya formado la mancha solar, ya que esa parte del campo magnético seguirá siendo turbulenta mientras exista la mancha solar).
Las erupciones solares suelen tardar varios días en llegar hasta nosotros y pueden tener varios efectos sobre nuestro propio campo magnético. El primero de ellos, las auroras, es un efecto relativamente benigno que se observa mejor desde las regiones polares de la Tierra.
Cuando las partículas cargadas de la llamarada chocan contra el propio campo magnético de la Tierra, siguen las líneas del campo magnético hacia los polos, donde las líneas convergen. Cuando las partículas entran en la atmósfera, chocan con partículas de gas (principalmente oxígeno y nitrógeno) y liberan energía en forma de luz.
En la mayoría de los casos, las auroras tienden a permanecer visibles cerca de los polos, pero cuanto más fuerte sea la llamarada, más hacia el ecuador se desplazarán las partículas. Durante el Evento Carrington de 1859, una enorme tormenta solar azotó la Tierra y provocó la aparición de auroras en los trópicos.
También tuvo un efecto más maligno que podría tener graves consecuencias en la era tecnológica actual.
Apagones de radio y electricidad
El 1 de septiembre de 1859, el astrónomo británico Richard Carrington observó una enorme eyección de masa coronal (CME) del Sol. Una CME es, esencialmente, una super llamarada, y en este caso, viajó inusualmente rápido y golpeó la Tierra sólo diecisiete horas y media más tarde.
Además de provocar auroras en las latitudes cercanas al ecuador, las partículas cargadas eléctricamente también alcanzaron el sistema telegráfico que se utilizaba en aquella época. Se produjeron trastornos generalizados y algunos operadores informaron de descargas eléctricas e incluso de casos en los que el papel se incendió.
Las implicaciones para la sociedad actual son mucho mayores. Si hoy se produjera un suceso similar, no sólo podría perturbar gravemente las comunicaciones por satélite, los sistemas GPS y las señales de radio, sino también causar daños a las redes eléctricas y a la infraestructura mundial en su conjunto.
Por ejemplo, el 13 de marzo de 1989, toda la provincia de Quebec, en Canadá, sufrió un apagón tras la llegada de una erupción solar que había brotado del Sol tres días antes.
Cambios de temperatura
Aunque las pruebas del cambio climático moderno apuntan abrumadoramente a factores provocados por el hombre, como la producción de gases de efecto invernadero (incluidos el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso), hay algunas pruebas que demuestran que el Sol también ha influido en la vida en la Tierra en el pasado.
Por ejemplo, a finales del siglo XIX, el matrimonio británico formado por E.W. y Annie Maunder detectó la ausencia de manchas solares entre 1645 y 1715. Su trabajo se publicó en 1894, y los astrónomos conocen este periodo como el Mínimo de Maunder.
El Mínimo de Maunder se relacionó posteriormente con un periodo inusualmente frío que se produjo dentro del mismo marco temporal.
Cuando el Sol produce menos manchas solares, también produce menos energía, y esto puede repercutir en el clima de la Tierra. En el caso del Mínimo de Maunder, la temperatura media global descendió unos 2,0 °C (3,6 °F), provocando lo que se conoce como «la Pequeña Edad de Hielo».
(E.W. Maunder también es responsable del «diagrama de mariposa», un gráfico de la distribución de las manchas solares observadas en varias latitudes de la superficie del Sol durante un periodo de varios años. Cuando se trazan de esta manera, los puntos del diagrama parecen formar la forma de una mariposa).
En la actualidad, existen más de 40 observatorios solares en todo el mundo, así como varios que operan en el espacio. Juntos, estos observatorios nos proporcionan datos fundamentales que pueden ayudarnos a comprender mejor el Sol y su influencia sobre la Tierra.
Sin ellos, y sin las alertas previas que proporcionan, ¡podríamos quedarnos literalmente a oscuras!
