Cada 11 años más o menos, el campo magnético del Sol cambia completamente. Esto significa que los polos norte y sur del Sol cambian de lugar. Luego, demoran unos 11 años en volver de nuevo a la posición inicial.
La manchas solares son zonas más frías de la superficie del Sol. Mientras que la superficie del Sol está a una temperatura de aproximadamente 5500 °C, las manchas solares están a una temperatura alrededor de 1500 °C.
Pero, ¿por qué se producen las manchas solares? El motivo es por el campo magnético del Sol. A medida que los campos magnéticos cambian, también lo hace la cantidad de actividad en la superficie del Sol.
En el Sol, el campo magnético tiende a concentrarse en tubos magnéticos. Por la convección, estos tubos magnéticos son trasladados a la fotosfera. La convección, que tenía el efecto de enviar lo caliente hacia arriba y lo frío hacia abajo, empuja el campo magnético hacia fuera, esto es sufre un efecto de flotabilidad ya que la presión en la parte inferior es mayor que en la superior.
Cuando este empuje hace que el tubo surja por encima de la fotosfera, la convección queda inhibida porque, en ese momento el gas que se estaba transportando hasta la fotosfera y que no puede pasar de ahí, porque no se puede transportar más allá, se enfría y adquiere un color más oscuro que el gas que le rodea y… tenemos dos manchas solares, porque lo que ha salido por encima de la fotosfera es un tubo y en lugar de una zona donde la convección está inhibida, tenemos dos.
En la actualidad sabemos que el ciclo de actividad solar es el resultado de la formación y amplificación de complejas regiones de campo magnético en la zona convectiva. La interacción entre la rotación diferencial y los movimientos convectivos en el interior del Sol tuercen las líneas de campo magnético, inicialmente en dirección norte-sur (poloidal, figura 3(a)) alrededor del Sol, en un campo acimutal amplificado (toroidal, figura 3(b)). Este campo toroidal es llevado a la superficie por convección o por un fenómeno de flotación magnética (inestabilidad producida por la rápida caída del campo magnético hacia afuera del campo toroidal). Las columnas de material convectivo que sube o que se hunde son retorcidas debido al efecto de Coriolis,lo que retuerce a las líneas del campo magnético. Estas torceduras se convierten en pequeñas componentes poloidales (figura 3(c)). Los efectos combinados de muchas celdas convectivas subiendo, restablecen, después de 11 años, el campo poloidal original.
El descubrimiento del ciclo de las manchas solares lo hizo un astrónomo aficionado, Heinrich Schwabe, en 1843.
Pretendía descubrir un nuevo planeta, más cerca del Sol que Mercurio (su existencia explicaría el problema la precesión de Mercurio, cosa que Albert Einstein, gracias a su teoría de la relatividad general, explicaría sin necesidad de recurrir a la existencia de un nuevo planeta), a través de un tránsito del mismo por delante del Sol. Desde 1826 a 1843, observó el Sol todos los días (eso es perseverancia) para ver si ese planeta, al que llamó Vulcano, pasaba por delante del disco solar. No encontró el planeta pero, mientras tanto, observó las manchas solares y se dio cuenta de la variación periódica que había.
(Fuente: Planetario de Madrid)
Schwabe publicó estas observaciones y posteriormente Johann Rudolf Wolf, que se dedicó a la astronomía de manera más profesional, las revisó y estableció la duración del ciclo solar en 11 años. Se ha comprobado que el ciclo de 11 años no es del todo exacto, ya que hay épocas en las que llega a ser de 13 años y épocas en las que el no supera los 9 años. Wolf estableció un indicador que mide la actividad solar diaria:
R = K (10g + f)
R: nº relativo de manchas solares (nº de Wolf)
K: (= 1 inicial) factor de normalización (lugar de observación e instrumentación).
f: nº manchas individuales
g: nº de grupos
El Ciclo 25
Se ha determinado que el 25.º ciclo solar (desde 1755, cuando comenzó el registro sistemático de la actividad de manchas solares), empezó en diciembre de 2019, cuando el promedio de manchas solares había alcanzado su mínimo y comenzaron a aparecer las primeras manchas del nuevo ciclo.
Se considera que ha comenzado un nuevo ciclo solar cuando las nuevas manchas que aparecen en latitudes medias de la superficie del Sol se encuentran en la polaridad magnética opuesta a las manchas del ciclo anterior.
Fuente: ESA
Se ha observado que cada vez que comienza el ciclo de actividad, las manchas comienzan a aparecer en latitudes elevadas, en torno a los 40°. Durante el máximo de actividad se encuentran en latitudes de entre 30° y 10°, y al final del ciclo, las manchas se localizan en el ecuador solar.
Como curiosidad, si se representa la localización de las manchas solares por cada periodo de actividad, se obtiene un diagrama con forma de alas de mariposa, que es de gran interés para los físicos solares a la hora de entender los ciclos y la formación de manchas solares. Este diagrama ayuda a predecir la latitud en la que aparecerán las manchas. Esta predicción se conoce como ley de Spörer.
Diagrama de mariposa de las manchas solares: Ley de Spörer (Fuente: Wikipedia)
Todos los días se cuentan las manchas solares en el Sol y cada grupo de manchas solares recibe un número, una clasificación magnética y una clasificación de puntos por los especialistas en clima espacial.
α – Alfa: Un grupo de manchas unipolares.
β – Beta: Un grupo de manchas con polaridad positiva y negativa (o bipolar) con una división simple entre las polaridades.
γ – Gamma: Una región compleja en la que las polaridades positivas y negativas están distribuidas de manera tan irregular que no se pueden clasificar como un grupo de manchas bipolares.
β-γ – Beta-Gamma: Un grupo de manchas bipolares pero lo suficientemente complejo como para que no se pueda trazar una línea entre puntos de polaridad opuesta.
δ – Delta: Las sombras de polaridad opuesta en una sola penumbra.
β-δ – Beta-Delta: Un grupo de manchas con una configuración beta magnética general pero contiene una (o más) manchas delta.
β-γ-δ – Beta-Gamma-Delta: Un grupo de manchas con una configuración magnética beta-gamma pero que contiene una (o más) manchas delta.
γ-δ – Gamma-Delta: Un grupo de manchas con una configuración gamma magnética pero que contiene una (o más) delta.
Casi la mitad de los grupos de manchas solares pueden clasificarse como alfa y beta. Las manchas más grandes, en su mayoría, se califican como beta, beta-gamma o beta-Gamma-Delta. Las manchas delta suelen ser muy activas y son las que producen las llamaradas solares más intensas.
