La clandestina actividad del Sol

El sol fotografiado en longitudes de onda UVE por el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO) en el año 2000. Crédito: SOHO.

Cada 11 años el Sol sufre un trastorno feroz. Manchas oscuras brotan desde debajo de la superficie. Explosiones tan poderosas como mil millones de bombas atómicas producen intensas llamaradas de radiación de alta energía. Nubes de gas lo suficientemente grandes para tragarse planetas enteros rompen como el oleaje, lejos del sol, en el espacio. Es una muestra portentosa y desaforada de poderío estelar.

Y todo ese espectáculo, repetido cíclicamente como la proyección de una prohibida película cósmica, nos es vedado... casi ninguno de los dramas de la máxima actividad solar es visible para el ojo humano. Si miramos el Sol en el cielo del mediodía, solo constatamos que para nosotros sigue siendo el mismo viejo disco brillante de siempre.

"El problema es que los ojos humanos captan la longitud de onda equivocada", explica Tom Woods, físico solar en la Universidad de Colorado en Boulder. "Si usted desea conseguir un buen vistazo de la actividad solar, es necesario buscar en la UVE."

UVE es la sigla por "UltraVioleta Extremo", una forma de alta energía de la radiación ultravioleta con longitudes de onda ubicadas entre 1 y 120 nanómetros. Los fotones UVE son mucho más energéticos y peligrosos que los rayos UV ordinarios que causan las quemaduras solares. Afortunadamente para los seres humanos, la atmósfera de la Tierra bloquea el UVE solar, de lo contrario un día en la playa puede ser fatal.

Absorción de Altitud: la altitud donde la radiación solar llega a la atmósfera de la Tierra. Las zonas rojas reciben pleno sol, las áreas de color negro no registran nada en esa longitud de onda. Crédito: SDO, GSFC, NASA.

Cuando el Sol está activo, la intensidad de las emisiones de fotones UVE puede aumentar o disminuir en un factor de miles de veces en sólo cuestión de minutos. Estas oleadas calientan la atmósfera superior de la Tierra, soplando hacia arriba y aumentando la fricción sobre los satélites. Los fotones UVE también separan los átomos y las moléculas, creando una capa de iones en la atmósfera superior, que puede perturbar gravemente las señales de radio.

Mediciones espaciales del total de irradiación solar o "IST". IST es el brillo del sol sumando en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, luz visible y UVE incluidos. IST sube y baja con el ciclo solar de 11 años. Crédito: C. Fröhlich.

Para monitorear estos fotones energéticos, la NASA va a lanzar un sensor llamado "EVE" (Experimento de Variabilidad UVE), a bordo del Observatorio Dinámico Solar (SDO) próximamente en este invierno boreal.
"EVE nos da la mayor resolución de tiempo (10 segundos) y la más alta resolución espectral (menos de 0,1 nanómetro) que hemos tenido para medir el sol, y recibiremos información las 24 horas los siete días de la semana", dice Woods, el científico principal para EVE. "Esta es una gran mejora con respecto a misiones anteriores."

Paradójicamente, aunque EVE está diseñado para estudiar la actividad solar, su primer objetivo es el estudio de la inactividad solar. SDO se va a lanzar durante el más profundo mínimo solar registrado en casi 100 años. Las manchas solares, las erupciones y las CME (Coronal Mass Ejections, Eyecciones de Masa Coronal) están en su punto más bajo. Eso está bien para Woods. El considera el mínimo solar tan interesante como el máximo solar.

"El mínimo solar es una época tranquila en que podemos establecer una línea de base para evaluar las tendencias a largo plazo", explica. "Todas las estrellas son variables en algún nivel, y el sol no es la excepción. Queremos comparar el brillo del Sol ahora con su brillo en los mínimos anteriores y preguntarnos a nosotros mismos si es cada vez más brillante o más tenue."

Últimamente, la respuesta parece ser que es más tenue. Las mediciones realizadas por una variedad de naves espaciales indican una disminución en 12 años de la irradiación del Sol en alrededor de 0,02% en longitudes de onda visibles y del 6% en longitudes de onda UVE. Estos resultados, que permitirán comparar el mínimo solar de 2008-09 con el mínimo anterior de 1996, son todavía muy preliminares. EVE mejorará la confianza en la tendencia registrando el espectro UVE con una precisión sin precedentes.
La variabilidad intrínseca del Sol y su potencial para futuros cambios no se entienden completamente, de ahí la necesidad de EVE. "La porción del espectro UVE del Sol es la que más cambia durante un ciclo solar", dice Woods, "y esa es la parte del espectro que observaremos."

Woods mira el Sol de Colorado por la ventana de su oficina. Parece el mismo de siempre. Pero EVE, él lo sabe, tendrá una historia diferente que contar.

Datos útiles:
La irradiación solar entre 122 y 200 nm (región UVL, Ultravioleta Lejano del espectro) crea el oxígeno atómico que fluye ascendente para formar la termósfera y el ozono que constituye la capa de ozono. Los cambios de la irradiación UVL son más pequeños que aquellos que suceden en longitudes de onda UVE, entre 1 y 120 nm. Estos son los Cambios del Ciclo Solar a 700 kilómetros: Temperatura neutra: 2 veces; Densidad neutra: 50 veces; Densidad de electrones: 100 veces.

Fuente de información:
• The Sun's Sneaky Variability

Información relacionada:
• Effects of Solar Irradiance Variability
• SOHO