Un grupo de investigadores ha planteado un nuevo modelo que permitiría explicar los ciclos del Sol desde un ángulo diferente. Es una comprensión física detallada de los diferentes ciclos de actividad del Sol. Centra su atención en diferentes aspectos del Sol y su relación con los planetas del Sistema Solar…

Un modelo sobre los ciclos del Sol que también observa a los planetas

El modelo se centra en las corrientes, en forma de vórtice, presentes en el Sol. Se las denomina ondas de Rossby y actúan como mediadoras entre la influencia gravitacional de Venus, la Tierra, Júpiter y la actividad magnética de nuestra estrella. Los investigadores, de esta manera, presentan un modelo que encaja con ciclos solares de diferentes duraciones. Es también un argumento muy robusto a favor de la controvertida hipótesis planetaria. El Sol, por su cercanía a nosotros, es la estrella mejor estudiada. A pesar de ello, todavía hay preguntas por responder.

Un nuevo modelo sobre los ciclos del Sol
Concepto artístico del Sol en su infancia, hace 4000 millones de años. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab

Muchos aspectos de la física del Sol todavía no están bien entendidos. Entre esos aspectos están las fluctuaciones rítmicas en la actividad solar. El más famoso, sin duda, es el ciclo en el que, de media, el Sol llega a su nivel máximo de radiación cada once años. Es conocido como el ciclo de Schwabe. Este ciclo de actividad ocurre porque el campo magnético del Sol cambia durante ese período y, tarde o temprano, su polaridad se invierte. Esto, por sí mismo, no es raro en una estrella, salvo por un aspecto: es un ciclo tremendamente estable.

El ciclo de Schwabe está mezclado con otras fluctuaciones menos obvias en la actividad. Van de apenas unos cientos de días a unos cientos de años. Cada una de esas fluctuaciones recibe el nombre de sus descubridores. Aunque ha habido diferentes intentos por explicar estos ciclos (y cálculos matemáticos) no se ha logrado llegar a desarrollar un modelo físico detallado. Durante años, algunos científicos han defendido la hipótesis planetaria. Está claro que la gravedad de los planetas tiene un efecto en el Sol, del mismo modo que sucede con la Luna en la Tierra.

Los efectos de los planetas

El efecto es más fuerte cada 11,07 años, cuando Venus, la Tierra y Júpiter están alineados de una manera en particular. Es algo comparable a la marea viva, que se produce en la Tierra cuando la Luna está en fase de luna nueva o luna llena. Esto coincide llamativamente con el ciclo de Schwabe. El campo magnético del Sol está formado por movimientos complejos del plasma en el interior de la estrella. Los investigadores explican que se puede imaginar como si se tratase de una dínamo gigantesca, que genera un ciclo de actividad solar de unos 11 años.

Lo que se plantea es que la influencia de los planetas afecta al funcionamiento de esa dínamo, provocando ese ciclo tan estable de 11,07 años. Hace varios años, los investigadores descubrieron evidencias robustas de un proceso similar en los datos que estaban analizando. Fueron capaces de correlacionar varios ciclos solares con el movimiento de los planetas, a partir de cálculos matemáticos. Al principio, sin embargo, esa correlación no se podía explicar de manera convincente desde el punto de vista físico. Ahora, creen haber dado con el mecanismo que lo provoca.

Así, explican que ahora saben cuánta energía es necesaria para que la dínamo se sincronice. Además, saben que esa energía se puede transferir al Sol por medio de las ondas de Rossby. Esto permite explicar el ciclo de Schwabe, y otros ciclos más largos, así como los ciclos más breves, que hasta ahora no se habían tenido en cuenta. Las ondas de Rossby son corrientes en forma de vórtice en el Sol. Son parecidas al movimiento de las ondas a gran escala en la atmósfera de la Tierra, que controlan los sistemas de altas y bajas presiones.

Todos los ciclos del Sol explicados en un único modelo

Los investigadores calcularon que la fuerza de marea durante la marea viva de dos de los tres planetas mencionados (Venus, la Tierra y Júpiter) tenían las propiedades adecuadas para activar las ondas de Rossby. Algo que tendría muchas implicaciones. En primer lugar, las ondas de Rossby pueden adquirir una velocidad suficientemente alta para darle un empujón a la dínamo solar. Esto sucede cada 118, 193 y 299 días, encajando con los ciclos de Rieger (son ciclos más breves relacionados con la actividad magnética del Sol) y, por último, con esta base se pueden calcular todos los ciclos solares adicionales.

El Sol, observado en el espectro ultravioleta. Crédito: S. Wiessinger/NASA’s Goddard Space Flight Center/SDO

Las matemáticas resultan muy importantes. La superposición de los tres ciclos cortos de Rieger producen, automáticamente, el ciclo de Schwabe de 11,07 años. El modelo incluso predice fluctuaciones a largo plazo en el Sol por su movimiento alrededor del centro de gravedad del Sistema Solar. Ese movimiento produce un período de 193 años que también se ha observado. Es conocido como el período Suess-de Vries. En este contexto, los investigadores han descubierto una correlación entre ese período y fluctuaciones periódicas en los datos climatológicos.

Este es un argumento muy robusto para la hipótesis planetaria porque, en palabras de los investigadores, el pico (cada 193 años) del ciclo Suess-de Vries no se puede explicar sin la fase de estabilidad en el ciclo de Schwabe. Esto parecería indicar que el Sol sigue el «latido» de los planetas como si se tratase de una gigantesca orquesta. Aunque los investigadores explican que no tienen una certeza del 100%. Aunque sí que ahora hay muchos argumentos a favor. Veremos de qué manera avanza este estudio en los próximos años, a medida que se siga perfeccionando el conocimiento sobre el Sol.

Estudio

El estudio es F. Stefani, G. Hortsmann, M. Klevs et al.; «Rieger, Schwabe, Suess-de Vries: The Sunny Beats of Resonance». Publicado en la revista Solar Physics el 19 de abril de 2024. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys