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La violenta actividad de nuestro Sol provoca algunos de los fenómenos meteorológicos espaciales más extremos de la Tierra, que afectan a sistemas como los satélites, los sistemas de comunicaciones, la distribución de energía y la aviación. El ciclo de actividad solar, de aproximadamente 11 años, tiene tres "estaciones", cada una de las cuales afecta de manera diferente a la meteorología espacial que se siente en la Tierra: (i) el máximo solar, el sol está activo y desordenado, cuando el clima espacial es tormentoso y los eventos son irregulares (ii) la fase de declive, cuando el sol y el viento solar se ordenan y el clima espacial es más moderado y (iii) el mínimo solar, cuando la actividad es tranquila.
En un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Warwick y publicado en The Astrophysical Journal, los científicos descubrieron que el cambio de la fase de máximo solar a la de declive es rápido, ya que se produce en unas pocas rotaciones solares (27 días). También demostraron que la fase de declive es dos veces más larga en los ciclos solares pares que en los impares.
No hay dos ciclos solares iguales en amplitud o duración. Para estudiar las estaciones solares, los científicos construyeron un reloj solar a partir del registro del número diario de manchas solares disponible desde 1818. De este modo, los ciclos solares irregulares se reflejan en un reloj regular. La polaridad magnética del sol se invierte después de cada ciclo solar de aproximadamente 11 años, lo que da lugar a un ciclo magnético de aproximadamente 22 años (llamado así por George Ellery Hale) y, para estudiarlo, se construyó un reloj de 22 años. El efecto sobre la meteorología espacial en la Tierra puede rastrearse utilizando los registros continuos más largos de la actividad geomagnética de los últimos 150 años y, una vez construido el reloj, puede utilizarse para estudiar múltiples observaciones de la actividad solar estacional que afecta a la Tierra.
Gracias al mayor nivel de detalle que ofrece el reloj solar, los científicos pudieron comprobar que el paso del máximo solar a la fase de declive es rápido y se produce en unas pocas rotaciones solares (27 días). También se observó una clara diferencia en la duración de la fase de declive cuando la polaridad magnética del sol es "ascendente" en comparación con la "descendente": en los ciclos pares dura aproximadamente el doble que en los impares. Como estamos a punto de entrar en el ciclo 25, los científicos prevén que la próxima fase descendente será corta.
La autora principal, la profesora Sandra Chapman, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, declaró que "al combinar métodos bien conocidos de una manera nueva, nuestro reloj resuelve los cambios en el clima del Sol con una precisión de unas pocas rotaciones solares. Así, los cambios entre algunas fases pueden ser realmente bruscos".
"Si sabes que has tenido un ciclo largo, sabes que el siguiente va a ser corto, podemos estimar cuánto va a durar. Conocer el calendario de las estaciones climáticas ayuda a planificar la meteorología espacial. Desde el punto de vista operativo, es útil saber cuándo las condiciones serán activas o tranquilas, para los satélites, las redes eléctricas y las comunicaciones".
Los resultados también proporcionan una pista para entender cómo el Sol invierte su polaridad después de cada ciclo.
El profesor Chapman añade que "también creo que es sorprendente que algo del tamaño del Sol pueda invertir su campo magnético cada 11 años, y que ir hacia abajo-arriba sea diferente a ir hacia arriba-abajo. De alguna manera, el Sol 'sabe hacia dónde va', y éste es un problema intrigante, en el corazón de cómo el Sol genera su campo magnético".
Fuentes, créditos y referencias:
S. C. Chapman et al, The Sun's Magnetic (Hale) Cycle and 27 Day Recurrences in the aa Geomagnetic Index, The Astrophysical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-4357/ac069e