EL SOL: estructura interna y fenómenos observables

La Astronomía, como ciencia, tiene una limitación muy seria, y es que no podemos experimentar con el objeto de nuestro estudio. A los astrónomos sólo se nos permite ver. Que no es poco. Pero esto trae alguna que otra consecuencia. Por ejemplo, hasta hace muy poco apenas sabíamos nada acerca del interior del Sol. Y ahora, cuanto más sabemos, más incógnitas surgen. Pero hay un dato curioso que suele gustar a la mayoría, no sé por qué y a mí me permite explicar las tres capas internas del Sol.

Un fotón generado en el núcleo solar (primera capa) no viaja libre a la velocidad de la luz, ya que se haya inmerso en una masa de plasma, núcleos atómicos y electrones libres altamente condensados y, por tanto, con una densidad muy elevada; toda esta densidad hace que los fotones viajen muy pocos milímetros antes de chocar con algo y ser absorbidos y, posteriormente, reemitidos de nuevo hasta que vuelven a chocar con otro elemento del núcleo solar.

Por término medio, a un fotón le cuesta 200.000 años atravesar el núcleo solar y la siguiente capa, la conocida como zona radiativa y llegar a la tercera capa, la zona convectiva, lugar donde, lógicamente, se dan fenómenos de convección: el gas caliente crea burbujas, como ocurre en cualquier cacerola puesta a hervir. De hecho, esas burbujas calientes provocan una granulación claramente visible en ciertas fotografías solares, que le dan una aspecto como de piel de naranja.

Pero continuemos viaje con nuestro fotón: lo dejamos en la zona de convección. Tardará unos diez días hasta que las corrientes ascendentes lo lleven a la superficie y, una vez allí, libre por fin, emprenderá una carrera a 300.000 km/s hacia la Tierra, cubriendo los 150.000.000 km que nos separan del Sol en apenas 8 minutos y 20 segundos. Es decir, que la energía que nos llega hoy del Sol, fue generada en el horno solar hace más de 200.000 años, antes, por tanto de que el Homo Sapiens mirara las estrellas con curiosidad.

Por encima de la superficie del Sol se encuentra la atmósfera solar, una fina capa transparente de unos 500 km de espesor (la de la Tierra es de unos 50 km). Al ser transparente, lo que vemos en las fotografías del Sol es realmente la superficie de la zona convectiva. Tenemos, por tanto, la fotosfera, a 6.000 ºC; la cromosfera, 1.000 km por encima a unos 5.000 ºC; y la corona, a un millón de grados centígrados. La temperatura de la corona es uno de los grandes misterios del Sol: ¿cómo puede algo, que es calentado por una fuente a 6.000 ºC, alcanzar el millón de grados? Volveremos sobre este tema en algún artículo futuro.

Cuando observamos la superficie solar visible, nos encontramos con que rara vez es algo liso y sin mancha. Muy al contrario, existen varios fenómenos observables, a cual más interesante:

Las manchas solares

Las manchas solares son regiones oscuras con tamaños del orden del diámetro terrestre (unos 12.500 km, aunque las hay más grandes y más pequeñas). Si la superficie solar está a unos 6.000 ºC, una mancha solar típica presenta una temperatura de unos 4.000 ºC. La explicación es algo técnica, pero digamos que el motivo por el que tienen esta menor temperatura se debe a que el campo magnético que genera la mancha, y que tiene forma de arco, impide que escape calor de la zona convectiva, bajando la temperatura de la fotosfera: podríamos pensar en que la mancha es una especie de paraguas de juguete colocado sobre una burbuja dentro de la cacerola hirviendo, y que impide que salga el calor que está justo debajo de esa burbuja. Las manchas solares se generan en ambos hemisferios en un ciclo solar de 11 años y, en contra de lo que pudiera parecer, no son estáticas, sino que migran desde la zona donde se forman, hasta el ecuador solar. En un mínimo solar puede haber unas pocas manchas y en un máximo se pueden llegar a contar más de doscientas.

Agujeros coronales

Los agujeros coronales son similares a las manchas, aunque son bastante mayores en tamaño y no migran. Los polos del Sol presentan de continuo sendos agujeros coronales. El viento solar, del que ya hemos hablado en otros artículos, escapa del Sol por esos agujeros coronales; aunque son las erupciones y las eyecciones coronales, los eventos más espectaculares del Sol. Se han medido erupciones solares con alturas de 125.000 km, es decir, que su extremo llegaría a una altura de 10 Tierras colocadas una encima de otra. En cuanto a qué provoca las erupciones y eyecciones coronales, también es un aspecto bastante técnico, pero tiene mucho que ver con el magnetismo solar. Creemos que estos procesos se producen como consecuencia de un fenómeno denominado reconexión magnética: un arco se estrecha hasta que las zonas de flujos magnéticos opuestos se unen y queda libre la parte superior del material, que sale eyectada al espacio exterior.

Flujos horizontales

Imaginad las bandas horizontales de nubes de Júpiter: en la fotosfera solar existen zonas de gas caliente que, como ríos de 60.000 km de anchura, se mueven paralelamente al ecuador, de forma similar a las bandas de nubes de Júpiter. Además, en la zona convectiva, se ha encontrado un flujo que viaja desde el ecuador a los polos a la muy humana velocidad de 85 km/h y que recuerda mucho las grandes corrientes oceánicas terrestres. Es muy curioso que las manchas solares se muevan en sentido contrario a esta corriente.

Seísmos solares

Los seísmos solares son visualmente increíbles. Se han detectado seísmos de magnitud 11 y medido olas cual tsunamis gigantes de 100.000 km de altura que se mueven a 250 km/s (la s en km/s no es una errata: lo remarco para que el lector tome conciencia de la velocidad de esa inmensa mole de 100.000 km de altura). Las ondas sonoras no pueden viajar por el espacio vacío, puesto que necesitan un soporte material para propagarse. Por ese motivo, no podemos escuchar el ruido sísmico del Sol, causado por las ondas de presión. Ese ruido es como el tañido de una campana con una frecuencia de 0,003 hertzios; es decir, una vibración cada 300 segundos. Este “tañido” es detectable por los observatorios solares, que son capaces de medir como se agita la superficie solar subiendo y bajando decenas de kilómetros en cada “golpe de campana”.

Manchas solares, agujeros coronales, seísmos solares. Uno podría pensar que, de alguna manera, todos o alguno de esos fenómenos podría repercutir en nuestra vida cotidiana. Y, de hecho, lo hacen. Uno de los aspectos que más pueden afectar y afectan al clima en la Tierra son esos fenómenos solares. Además, no sólo al clima, sino a nuestras propias comunicaciones y aparatos electrónicos. Recientemente, el gobierno de los Estados Unidos ha lanzado un llamamiento a sus ciudadanos ante la “tormenta solar del siglo”. Pretenden que las comunidades locales se doten de los recursos necesarios para abastecer a la población de un mínimo de energía, alimentos y agua. Pero, ¿qué son las tormentas solares? ¿realmente hay que estar preocupados? ¿se pueden predecir? ¿Por qué la tormenta solar del siglo vendría ahora y no antes o después? En un próximo artículo hablaré de ello y de un subproducto de las tormentas solares y del viento solar, las auroras


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