Los 5 misterios restantes más grandes de nuestro sol

Mientras nos deleitamos con los largos días de verano del hemisferio norte, pocos se dan cuenta de que todavía hay mucho que no entendemos sobre el Sol. Durante miles de millones de años, nuestra estrella ha ofrecido el tipo de producción de energía constante que no solo permitió la evolución de la vida tal como la conocemos, sino también la evolución de la civilización tal como la conocemos. Sin embargo, los puntos finos de la astrofísica que controlan nuestra aparentemente simple estrella enana amarilla siguen siendo un enigma.

Conocemos los conceptos básicos de cómo la energía del Sol proviene de su fusión de hidrógeno en helio y que la compleja composición química del Sol se origina en gran medida a partir de generaciones anteriores de estrellas que sembraron su composición elemental. Pero existen brechas significativas en nuestra comprensión de la mecánica interna y la composición química del Sol.

Para obtener más información sobre lo que no sabemos sobre la física del Sol, contacté al astrónomo y físico solar Jason Jackiewicz, de la Universidad Estatal de Nuevo México en Las Cruces, para conocer su opinión sobre cinco de los misterios solares más importantes a continuación.

—- El misterio de por qué la atmósfera más externa del Sol (o corona) es mucho más caliente que su superficie.

La corona se encuentra sobre la superficie del Sol, por lo tanto, sobre la fuente de calor, pero es 1000 veces más caliente, me dijo Jackiewicz. La superficie del Sol proporciona suficiente energía para mantener caliente la corona, dice. Sin embargo, ese tipo de calentamiento requeriría que la energía se depositara allí de alguna manera.

Pero debido a que esta corona exterior es tan tenue, Jackiewicz y sus colegas no pueden entender por qué esta energía simplemente no pasa al espacio exterior. Los físicos solares todavía están desconcertados sobre cómo la corona se aferra a esta cantidad de calor.

—- Cómo y dónde el Sol genera sus campos magnéticos

Los campos magnéticos se observan en la superficie (como manchas solares) y en la atmósfera solar (como bucles coronales), pero es probable que se generen en el interior, dice Jackiewicz. Dichos procesos requieren plasma (gas cargado) y movimiento (probable rotación), dice.

Muchos investigadores creen que esto ocurre con mayor fuerza en aproximadamente el 70 por ciento del radio solar, que podría ser donde los campos se “enrollan” y fortalecen, dice Jackiewicz. Y dado que los campos magnéticos son flotantes, luego suben a la superficie y aparecen como manchas solares, dice.

Pero debido a que el Sol es un cuerpo gaseoso, no gira a la misma velocidad fija, como un cuerpo masivo terrestre. Por ejemplo, en la superficie, sus polos giran más lentamente que su ecuador.

El ecuador rota una vez cada 25 días y las regiones polares entre 30 y 32 días, dice Jackiewicz. Esto ciertamente no sucede en la Tierra, o el planeta se rompería en pedazos, señala.

Las diferentes capas debajo del Sol también giran a diferentes velocidades.

Entonces, si entras al Sol desde la superficie unos 50,000 km, estarías en una región que gira más rápido que la superficie, dice Jackiewicz. Luego, si vas un poco más profundo que eso, vuelve a ralentizarse, dice.

A una profundidad de unos 200 millones de kilómetros, encontramos que el Sol gira como un cuerpo sólido, más como la Tierra, dice Jackiewicz, y sabemos todo esto por el estudio de los terremotos solares que sondean el interior.

—- ¿Qué establece y regula los ciclos solares de 11 años de nuestro Sol?

Las manchas solares y el magnetismo en general aumentan y disminuyen en el Sol durante 11 años, dice Jackiewicz.

Las manchas solares se manifiestan como áreas más oscuras en la superficie solar debido a los fuertes campos magnéticos que emergen a través de la superficie solar. Esto provoca un ligero enfriamiento del área que provoca lo que parecen manchas oscuras cuando se yuxtaponen con la fotosfera (o superficie) muy brillante que rodea al Sol.

Al comienzo del ciclo solar, las manchas solares tienden a estar en latitudes medias, alrededor de más o menos 30 grados de latitud en cada hemisferio, dice Jackiewicz. A medida que continúa el ciclo, emergen cada vez más cerca del ecuador, dice. Cuando comienza el siguiente ciclo, vuelven a emerger en latitudes medias, aunque la polaridad se ha invertido en el hemisferio norte y sur del ciclo anterior, dice Jackiewicz.

¿En cuanto al ciclo de 11 años?

Las características de la superficie del Sol van y vienen todos los días, dice Jackiewicz; Esta es una escala de tiempo extraña.

—- ¿Qué genera las súper erupciones y súper llamaradas del Sol?

Están conectados a campos magnéticos, que se producen cuando es necesario liberar energía magnética debido a la torsión y el estiramiento de los campos, dice Jackiewicz. La principal diferencia entre las erupciones y las eyecciones de masa coronal (CME) es que las erupciones emiten principalmente rayos X y radiación ultravioleta, pero las CME en realidad levantan masa del Sol, dice.

Los grandes eventos solares causan miles de millones en daños anualmente, a través de cortes de energía, interrupciones en las comunicaciones y daños en los sistemas eléctricos, dice Jackiewicz. Si volvemos a un programa de exploración espacial más centrado en el ser humano, con humanos en la Luna o Marte, entonces las consecuencias de ese clima espacial serán aún más importantes, dice.

—- El misterio de la composición química del Sol

Al principio solo había hidrógeno y helio, dice Jackiewicz, con todos los demás elementos de la tabla periódica sintetizados en los núcleos de las estrellas. Nuestro Sol se formó cuando el universo tenía aproximadamente dos tercios de su edad actual y, por lo tanto, está más enriquecido en estos otros elementos que esas primeras estrellas, dice.

“El Sol es la estrella de referencia para todos los cientos de miles de millones de otras estrellas en nuestra galaxia y los billones y billones de estrellas en otras galaxias”, dijo Jackiewicz.

Conocemos todos los elementos que componen el Sol, pero no conocemos su abundancia relativa, dice Jackiewicz. Entonces, la composición química del Sol todavía está en debate, dice. Es algo difícil de medir, incluso para nuestra estrella más cercana, dice Jackiewicz. Las observaciones y los modelos deben trabajar juntos para dar resultados consistentes, y no siempre lo hacen, dice.

¿Qué es lo que más te desconcierta del Sol?

Es justo decir que entendemos bastante bien la masa, la edad, el tamaño y la irradiancia total del Sol, dice Jackiewicz. Sabemos cómo ha evolucionado y cómo evolucionará dentro de miles de millones de años en el futuro, de una manera general, dice. Pero son las cosas de orden superior las que resultan tan desconcertantes; su estructura interior profunda, campos magnéticos, variaciones del ciclo solar y eventos eruptivos, dice Jackiewicz.

¿En cuanto a su propia búsqueda personal para comprender el Sol?

Quiero saber cómo es el interior, dice Jackiewicz. Al igual que los sonogramas que muestran un feto dentro de la madre, tratamos de hacer imágenes del subsuelo del Sol, pero solo podemos sondear un poco, dice.

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