La dinámica y actividad solar

Durante la última década, la dinámica solar, que es el origen del campo magnético del Sol y de la disipación resultante que rige la actividad solar, continúa como un enfoque prioritario de investigación. Los resultados de esta tarea también tienen implicaciones importantes para la comprensión de la dinámica interestelar. La actividad solar alcanzó niveles normales en el ciclo 23, pero el mínimo entre los ciclos 23 y 24 en 2008-2009 llegó a niveles tan bajos que no se habían observado desde hace más de 100 años. Se había predicho que el ciclo 24 sería más activo del ciclo 23, y la profundidad mínima inesperada centró la atención en la necesidad de mejorar la comprensión de la dinámica solar. Mediciones realizadas desde tierra y en también en el espacio (SOHO) antes de esta actividad revelaron un inusualmente bajo flujo magnético cerca de los polos solares, y estos niveles bajos sugieren que la actividad solar en el máximo del actual ciclo solar será baja, comparada claro con los recientes ciclos.

El flujo hacia las zonas meridionales en la zona de convección solar puede ser el responsable de la concentración del flujo magnético en los polos. Las observaciones de este flujo fueron posibles con las grandes mejoras a los dispositivos espaciales (SOHO y SDO) y los terrestres (GONG). Estas observaciones revelaron cambios en los flujos zonales y meridionales consistentes con el bajo flujo polar y han demostrado que las regiones activas solares exhiben flujos helicoidales del subsuelo, cuya fuerza está estrechamente relacionada con la actividad de las llamaradas. Se necesitan observaciones heliosísmicas para establecer de manera firme si los científicos han descubierto un hecho clave para entender el motor de la actividad solar.

El mínimo solar profundo de 2008-2009 brindó la oportunidad de estudiar la heliosfera en condiciones que no se presentaban desde los albores de la era espacial y (Gracias a STEREO) para estudiar por vez primera de una manera realmente global el flujo de rayos cósmicos cercanos a la Tierra, que alcanzó los niveles más altos registrados; el reducido calentamiento de la atmósfera superior de la Tierra por la radiación ultravioleta solar presentó niveles bajos en los satélites, y los cinturones de radiación alcanzaron niveles de intensidad históricamente bajos. Este flujo de rayos cósmicos aumentados fue causado por la reducción de la modulación en un viento solar (Históricamente) débil con velocidades lentas, un campo magnético bajo así como una actividad baja (Histórica también).

El extendido mínimo solar, periodo prolongado de bajo número de manchas solares, y el registro de la intensidad de los rayos cósmicos llevó a sugerir que el Sol podría estar entrando en un periodo prolongado de actividad mínima como la observada (En manchas solares, información de C y Be) durante el mínimo de Dalton (1800 – 1820) o el mínimo de Maunder (1645 – 1715). La baja actividad reciente está siendo utilizada para establecer un límite inferior para la irradiancia solar total (TSI – Total Solar Irradiance), el cual es un factor clave para entender el cambio climático. Las mediciones de TSI han mostrado de forma consistente un ciclo de variación del orden del 0.1%, pero da resultados contradictorios acerca de su valor absoluto. Estos conflictos han sido resueltos recientemente, en favor de los valores más bajos registrados en la gráfica mostrada a continuación. Aun así, sigue siendo incierto si los niveles de TSI durante el mínimo solar reciente son indicativos de los niveles esperados para un cese prolongado de la actividad solar.

Irradiancia Solar Total observada en los últimos tres ciclos solares.

En la última década se ha visto un avance espectacular en la comprensión de la estructura del campo magnético solar. El incremento de la velocidad de los procesadores y de las técnicas computacionales ha permitido mejorar más de 100 veces la mejora en la resolución espacial de las simulaciones. La resolución de las observaciones ha mejorado con los datos del telescopio de 0.5 m de apertura del satélite Hinode y por medio de las técnicas de procesamiento de imagen aplicadas a los datos basados en tierra de las aberturas de clase 1 m del New Solar Telescope (NST). Los investigadores han identificado los principales procesos físicos en el trabajo de los filamentos en las penumbras de las manchas solares, puntos brillantes en el umbral y estructuras magnéticas de pequeña escala. En la siguiente imagen podemos observar una comparación lado a lado de los resultados de una simulación numérica de una mancha solar y una imagen del NST, sino que muestra una sorprendente correspondencia en el patrón de circulación de fondo (Granulación), las fibrillas oscuras y el punto central.