Todos los ciclos solares se ajustan a fuerzas de atracción planetarias

El sol lució alrededor de una docena de regiones activas durante un período de cinco días en mayo de 2015. Las hebras brillantes y delgadas que se extienden fuera de estas regiones activas son partículas que giran a lo largo de líneas de campo magnético. - SOLAR DYNAMICS OBSERVATORY, NASA

   MADRID, 14 Jun. (EUROPA PRESS) -

   No solo el ciclo muy conciso de 11 años, sino también todas las demás fluctuaciones periódicas de la actividad solar pueden ser sincronizadas por fuerzas de atracción planetarias.

   Esta es la conclusión extraída por el doctor Frank Stefani y sus colegas del Instituto de Dinámica de Fluidos en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y del Instituto de Mecánica de Medios Continuos en Perm, Rusia.

   Con nuevos cálculos de modelos, proponen una explicación completa de todos los ciclos solares importantes conocidos por primera vez. También revelan las fluctuaciones más largas en la actividad durante miles de años como un proceso caótico.

   A pesar de la sincronización planetaria de los ciclos cortos y medios, los pronósticos a largo plazo de la actividad solar se vuelven imposibles, como afirman los investigadores de la revista científica Solar Physics.

   Los físicos solares de todo el mundo han estado buscando durante mucho tiempo explicaciones satisfactorias para las numerosas fluctuaciones cíclicas y superpuestas de la actividad del sol. Además del "ciclo Schwabe" más famoso, de aproximadamente 11 años, el sol también exhibe fluctuaciones más largas, que van desde cientos a miles de años.

   Sigue, por ejemplo, el "ciclo de Gleissberg" (alrededor de 85 años), el "ciclo Suess-de Vries" (alrededor de 200 años) y el cuasiciclo de "eventos Bond" (alrededor de 1500 años), cada uno con el nombre de su descubridores. Es indiscutible que el campo magnético solar controla estas fluctuaciones de actividad.

   Las explicaciones y los modelos en los círculos de expertos difieren en parte ampliamente sobre por qué el campo magnético cambia en absoluto. ¿El sol está controlado externamente o la razón de los muchos ciclos radica en las peculiaridades especiales de la propia dínamo solar? El investigador de HZDR Frank Stefani y sus colegas han estado buscando respuestas durante años, principalmente a la muy controvertida pregunta de si los planetas juegan un papel en la actividad solar.

Los investigadores han examinado más de cerca recientemente el movimiento orbital del sol. El sol no permanece fijo en el centro del sistema solar: realiza una especie de danza en el campo gravitacional común con los planetas masivos Júpiter y Saturno, a una velocidad de 19,86 años. Sabemos por la Tierra que girar en su órbita desencadena pequeños movimientos en el núcleo líquido de la Tierra. Algo similar también ocurre dentro del sol, pero esto hasta ahora se ha descuidado con respecto a su campo magnético.

   A los investigadores se les ocurrió la idea de que parte del momento orbital angular del sol podría transferirse a su rotación y así afectar el proceso de dínamo interno que produce el campo magnético solar. Tal acoplamiento sería suficiente para cambiar la capacidad de almacenamiento magnético extremadamente sensible de la tacoclina, una región de transición entre diferentes tipos de transporte de energía en el interior del sol. "Los campos magnéticos en espiral podrían entonces ir más fácilmente a la superficie del sol", dice Stefani en un comunicado.

   Los investigadores integraron una de esas perturbaciones rítmicas de la tacoclina en sus cálculos de modelos anteriores de una dinamo solar típica, y así pudieron reproducir varios fenómenos cíclicos que se conocían a partir de las observaciones. Lo más notable fue que, además del ciclo Schwabe de 11,07 años que ya habían modelado en trabajos anteriores, la fuerza del campo magnético ahora también cambió a un ritmo de 193 años; este podría ser el ciclo Suess-de Vries del sol, que a partir de las observaciones se ha informado que es de 180 a 230 años.

   Matemáticamente, los 193 años surgen como lo que se conoce como un período de tiempo entre el ciclo de 19,86 años y el ciclo doble de Schwabe, también llamado ciclo de Hale. El ciclo de Suess-de Vries sería el resultado de una combinación de dos "relojes" externos: las fuerzas de marea de los planetas y el propio movimiento del sol en el campo gravitacional del sistema solar.

   Para el ciclo de 11,07 años, Stefani y sus investigadores habían encontrado previamente una fuerte evidencia estadística de que debe seguir un reloj externo. Vincularon este "reloj" a las fuerzas de marea de los planetas Venus, Tierra y Júpiter. Su efecto es mayor cuando los planetas están alineados: una constelación que ocurre cada 11,07 años. En cuanto al ciclo de 193 años, un efecto físico sensible también fue decisivo aquí para desencadenar un efecto suficiente de las débiles fuerzas de marea de los planetas sobre la dínamo solar.

   Después del escepticismo inicial hacia la hipótesis planetaria, Stefani ahora asume que estas conexiones no son una coincidencia. "Si el sol nos estuviera jugando una mala pasada aquí, entonces sería con una perfección increíble. O, de hecho, tenemos un primer indicio de una imagen completa de los ciclos de actividad solar cortos y largos". De hecho, los resultados actuales también reafirman retroactivamente que el ciclo de 11 años debe ser un proceso cronometrado. De lo contrario, la ocurrencia de un período de tiempo sería matemáticamente imposible.

   Además de los ciclos de actividad bastante más cortos, el sol también exhibe tendencias a largo plazo en el rango de mil años. Estos se caracterizan por caídas prolongadas de la actividad, conocidas como "mínimas", como el más reciente "Mínimo de Maunder", ocurrido entre 1645 y 1715 durante la "Pequeña Edad de Hielo". Al analizar estadísticamente los mínimos observados, los investigadores pudieron demostrar que estos no son procesos cíclicos, sino que su ocurrencia a intervalos de aproximadamente uno a dos mil años sigue un proceso matemático aleatorio.

   Para verificar esto en un modelo, los investigadores expandieron sus simulaciones de dínamo solar a un período más largo de 30.000 años. De hecho, además de los ciclos más cortos, hubo caídas repentinas e irregulares en la actividad magnética cada 1.000 a 2.000 años. "Vemos en nuestras simulaciones cómo se forma una asimetría norte-sur, que eventualmente se vuelve demasiado fuerte y se desincroniza hasta que todo colapsa. El sistema se convierte en caos y luego tarda un tiempo en volver a sincronizarse", dice Stefani. Pero este resultado también significa que los pronósticos de actividad solar a muy largo plazo, por ejemplo, para determinar la influencia en los desarrollos climáticos, son casi imposibles.