¿Qué precisión tienen los registros históricos de manchas solares? En un nuevo estudio publicado en The Astrophysical Journal, un equipo de investigadores multinacionales examinó el registro histórico y descubrió que después del período inusual de casi ninguna mancha solar, un período llamado el mínimo de Maunder, la transición a un número más normal de manchas solares no fue tan abrupta como se había pensado.
El hallazgo tiene implicaciones para comprender la dinamo solar, los procesos físicos en el sol que crean su campo magnético y la influencia del sol en la Tierra.
Las manchas solares, manchas oscuras en la superficie brillante del sol, son útiles para los científicos como un indicador de los procesos internos del sol y su producción. Los astrónomos comenzaron a registrar el número de manchas solares ya en el año 165 a. C., aunque con lagunas en la Edad Media y el siglo XV. Los recuentos sistemáticos de manchas solares con telescopios comenzaron en el siglo XVI, y el Centro de Análisis de Datos de Influencias Solares del Observatorio Real de Bélgica lleva un registro del promedio mensual de manchas solares diarias desde 1749.
Las manchas solares son útiles para predecir el clima espacial, las condiciones en la ionosfera, el dinamo solar (los procesos físicos del sol que generan su campo magnético) y como indicador de la emisión solar, que a su vez determina cuánta energía de la luz solar llega a la parte superior de la atmósfera terrestre, lo que puede influir en las temperaturas superficiales de la Tierra y el calentamiento global.
Una de las épocas más interesantes en la historia de las manchas solares fue el gran mínimo solar llamado mínimo de Maunder, un período que se extendió desde 1645 d. C. hasta 1715 y que vio una escasez poco común de manchas solares, en algunos períodos en los que la cantidad de manchas solares era tan solo el 0,1 % de las que se observan en tiempos modernos.
En un principio se pensó que el mínimo de Maunder estaba relacionado con la Pequeña Edad de Hielo (PEI), un período frío que se produjo en algunas partes del hemisferio norte desde principios del siglo XIV hasta mediados del siglo XIX, pero en los últimos años los científicos han descubierto que la PEI se debió principalmente a la actividad volcánica del siglo XIII.
Después, la actividad de las manchas solares volvió a la «normalidad». En la era de los telescopios no se había observado nada parecido al mínimo de Maunder, ni siquiera el mínimo de Dalton, entre 1790 y 1830.
«Hemos descubierto que la recuperación de la actividad solar tras el mínimo de Maunder puede haber sido más gradual y menos intensa de lo que se pensaba», afirma Víctor Carrasco, autor principal y asistente de investigación en la Universidad de Extremadura en Badajoz (España). «Antes de nuestro estudio, se pensaba que la transición desde el final del mínimo de Maunder hasta el período de actividad solar ‘normal’ era abrupta. Este hallazgo tiene importantes implicaciones para los modelos de dinamo solar».
El grupo volvió a examinar los registros de datos de los observadores de manchas solares de la época, incluidos los astrónomos alemanes Johann L. Rost y Sebastian Alischer, en el período de 11 años de 1716 a 1726. Muchos de estos registros antiguos han sido trasladados a bases de datos por observadores posteriores, muchos de ellos ahora en línea.
Al examinar de cerca estos registros y otros, incluidos los dibujos de la superficie del sol de Johann Christoph Müller, sospecharon inmediatamente que los valores registrados por Rost parecían estar confusos. En particular, creían que Rost, autor de la mayoría de los registros, posiblemente había confundido los recuentos de manchas solares individuales con los recuentos de grupos de manchas solares.
Los grupos de manchas solares son entidades individuales que pueden incluir varias manchas solares juntas; son más fáciles de ver, por lo que se pasarían por alto menos. El registro de Rost también mostraba que la mayoría de las manchas solares aparecían en el hemisferio sur del sol.
Rost había realizado entradas textuales en sus registros, numerando y enumerando las manchas solares que observó, así como diagramas que indicaban sus posiciones en el disco solar. Al llevar a cabo un nuevo recuento de grupos de manchas solares, el equipo definió grupos de manchas solares donde Rost había descrito un grupo de manchas solares, una tarea nada fácil ya que Rost no siempre explicaba con claridad las distancias de cada grupo de manchas solares.
Encontraron diferencias significativas. Por ejemplo, se descubrió que el primer ciclo solar después del mínimo de Maunder tenía un número máximo de grupos de manchas solares de 12, en comparación con estudios anteriores. La forma de ese ciclo se hizo más evidente, con una fase ascendente que alcanzó un número máximo de grupos en 1719-1720, luego una fase descendente hasta alrededor de 1724, seguida de una fase ascendente del nuevo ciclo solar.
Incluso pudieron contar un mayor número de días de observación que Rost y Alischer, ya que la información que ambos proporcionaron se utilizó para determinar que existían manchas solares incluso si el número exacto del grupo era indeterminado. Y descubrieron que se había recuperado la simetría hemisférica.
¿Por qué son importantes estos detalles? «Los modelos de dinamo solar incorporan ‘intermitencias’ en la actividad solar, lo que significa que hay períodos de actividad fuertemente suprimida que se intercalan aleatoriamente con intervalos de actividad cíclica ‘normal'», explicó Carrasco. «El mínimo de Maunder se cita a menudo como un ejemplo de estos períodos de inactividad. Nuestros resultados cambian las ideas sobre cómo se comporta la actividad solar durante estas transiciones y mejoran nuestra comprensión de su comportamiento a largo plazo».
El grupo espera que este trabajo mejore la investigación de los modeladores solares y que otros estén igualmente motivados para descubrir registros de manchas solares aún no incluidos en las bases de datos, especialmente en el siglo XVIII, cuando la cobertura observacional fue bastante baja durante algunos períodos.
Con información de The Astrophysical Journal
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