El origen del ciclo solar finalmente se entendió

El Sol oscila entre períodos de alta y baja actividad, que influyen en particular en el número de manchas en su superficie y su radiación. En el apogeo de su actividad, aproximadamente cada 11 años, las erupciones solares más frecuentes y energéticas pueden interrumpir los sistemas de telecomunicaciones y distribución de electricidad en la Tierra. Por lo tanto, es importante comprender la dinámica del Sol y los mecanismos involucrados en sus ciclos. Estos últimos están estrechamente vinculados al campo magnético de la estrella, que invierte su polaridad a una frecuencia de aproximadamente 11 años. Este fenómeno cíclico también se ha observado en otras estrellas que tienen las mismas características que el Sol y, por lo tanto, pertenecen a la misma clase. Sin embargo, la duración de los ciclos de estas estrellas varía entre un año y varias décadas. Fue difícil entender estas diferencias. Y, además, algunos astrofísicos se preguntaban si el Sol era realmente representativo de su clase estelar. Para aclarar la situación, Antoine Strugarek, de CEA Paris-Saclay y la Universidad de Montreal, y sus colegas han desarrollado simulaciones digitales que reflejan la dinámica interna del Sol y explican su ciclo de 11 años.

El campo magnético de una estrella es generado por el movimiento de convección turbulento del plasma extremadamente caliente (gas ionizado) en el corazón de la estrella. En un modelo estelar tridimensional, el equipo de Antoine Strugarek reprodujo los procesos magnetohidrodinámicos que crean flujos de plasma y campos magnéticos dentro de las estrellas. En simulación, como en una estrella real, estos fenómenos se influyen entre sí, mediante retroalimentaciones esenciales para reproducir lo más cerca posible el comportamiento de la estrella.

Los investigadores simularon estrellas de edad y masa comparables al Sol pero que tienen períodos de rotación entre 14 y 29 días y un brillo cercano al del Sol. El brillo caracteriza la cantidad de energía producida en el corazón de la estrella y transportada por la radiación desde el corazón hasta aproximadamente el 70% del radio de la estrella y luego por convección, en el 30% restante, a la superficie. Los investigadores han demostrado que la duración de los ciclos estelares depende de estos dos factores: disminuye cuando aumenta el período de rotación o el brillo. Estos dos factores pueden combinarse y representarse mediante un solo parámetro, el número Rossby. Esto caracteriza la influencia de la rotación de la estrella en el sistema, corresponde a la relación de las fuerzas de inercia y Coriolis. Los investigadores han demostrado que la duración del ciclo es inversamente proporcional al número de Rossby.

Gracias a las simulaciones, los investigadores entendieron cómo el campo magnético altera el caudal a gran escala del plasma giratorio. Estas variaciones tienen una pequeña amplitud, del orden del 1%, pero son suficientes para hacer que el campo magnético se invierta.

Los investigadores compararon sus resultados numéricos con datos de alrededor de veinte estrellas de tipo solar. La duración del ciclo de estas estrellas parece seguir la misma fórmula que la deducida de las simulaciones. Sin embargo, se observan algunas diferencias. Esto podría deberse a la incertidumbre sobre el cálculo del brillo de estas estrellas, la existencia de varios ciclos que actúan simultáneamente dentro de la misma estrella y el hecho de que la dimensión de la profundidad de la zona de convección de estas estrellas es poco conocida. Al utilizar datos más precisos y refinar sus simulaciones, los investigadores esperan comprender mejor el fenómeno del ciclo estelar. Pero este estudio ya parece confirmar que el Sol es de hecho una estrella tipo… solar !

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *