El campo magnético del Sol está a punto de invertirse

 (space.com)
2 puntos por GN⁺ 2024-06-15 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • La inversión de la polaridad magnética del Sol es un evento que marca la mitad del máximo en el ciclo solar de aproximadamente 11 años, y después de eso la actividad comienza a desplazarse hacia el mínimo
  • Actualmente se espera que el máximo solar ocurra entre finales de 2024 e inicios de 2026, y durante este período el campo magnético solar se vuelve tan complejo que la distinción entre polo norte y polo sur se difumina
  • La inversión avanza a medida que los campos magnéticos de las manchas solares y las regiones activas se desplazan hacia las regiones polares, pero todavía no se explica por completo por qué esto conduce a una inversión total de la polaridad
  • La inversión del campo magnético no ocurre en un instante, sino que suele desarrollarse a lo largo de 1 a 2 años; en el ciclo solar 24, el campo magnético del polo norte tardó casi 5 años
  • Este cambio no es un evento apocalíptico; aunque puede aparecer junto con un clima espacial intenso, no es su causa directa, y podría ayudar a bloquear los rayos cósmicos galácticos

Qué lugar ocupa la inversión magnética en el ciclo solar

  • El Sol está a punto de llegar a un importante punto de inflexión llamado inversión del campo magnético
  • Esta inversión es una etapa importante del ciclo solar de aproximadamente 11 años
    • El cambio de polaridad indica que el Sol ha llegado a la mitad del máximo solar
    • Después de eso, la actividad solar empieza la transición hacia el mínimo solar
  • El campo magnético del Sol se invirtió por última vez a finales de 2013
  • Según las predicciones actuales, se espera que el máximo solar ocurra entre finales de 2024 e inicios de 2026

El ciclo solar de 11 años y el ciclo de Hale de 22 años

  • El ciclo de aproximadamente 11 años de la actividad solar está impulsado por el campo magnético del Sol y se mide por la frecuencia e intensidad de las manchas solares en la superficie solar
  • Existe un ciclo magnético más largo, el ciclo de Hale de aproximadamente 22 años
    • Durante este período, el campo magnético del Sol se invierte una vez y luego regresa a su estado original
  • Durante el mínimo solar, el campo magnético se parece a un dipolo, como la Tierra, con un polo norte y un polo sur
  • A medida que se acerca el máximo, el campo magnético se vuelve complejo, sin una separación clara entre norte y sur
  • Cuando pasa el máximo y se llega al mínimo, el Sol vuelve al estado dipolar, pero con la polaridad invertida

La dirección de esta inversión

  • El próximo cambio de polaridad hará que, en el hemisferio norte, el campo magnético norte pase a ser un campo sur, y en el hemisferio sur ocurra lo contrario
  • Después de este cambio, la dirección magnética del Sol se parecerá a la de la Tierra
    • La Tierra también tiene en el hemisferio norte un campo magnético orientado hacia el sur

Cómo las manchas solares y las regiones activas impulsan la inversión

  • La inversión está impulsada por las manchas solares, regiones de actividad magnética compleja en la superficie del Sol
  • Las manchas solares pueden detonar grandes eventos solares como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal (CME)
  • Las manchas solares que aparecen cerca del ecuador solar coinciden con la dirección del campo magnético existente
  • Las manchas solares que se forman más cerca de las regiones polares coinciden con la nueva dirección magnética entrante
    • Esta regla se conoce como la ley de Hale
  • Los campos magnéticos de las regiones activas migran hacia las zonas polares y finalmente provocan la inversión

Un mecanismo que sigue sin resolverse

  • Aún no se conoce la razón exacta que provoca la inversión de polaridad
  • El físico solar Phil Scherrer, de Stanford University, considera que todavía no existe un modelo matemático autoconsistente que explique todo el ciclo solar
  • La pregunta clave está relacionada con el origen del campo magnético
    • si se formarán muchas manchas solares
    • si las manchas solares contribuirán al campo magnético polar
    • si el efecto de las manchas solares se cancelará localmente
  • Todd Hoeksema también considera que aún no se sabe cómo responder estas preguntas

La inversión no es instantánea, sino una transición prolongada

  • No existe un “momento” específico para la inversión del campo magnético solar
  • La transición es un cambio gradual que se desarrolla a lo largo de todo el ciclo solar de 11 años
    • pasa de un estado dipolar a un estado magnético complejo
    • y luego regresa a un estado dipolar invertido
  • Por lo general, una inversión completa tarda entre 1 y 2 años
  • La duración puede variar mucho
    • según el National Solar Observatory, el campo magnético del polo norte durante el ciclo solar 24, que terminó en diciembre de 2019, tardó casi 5 años en invertirse
  • Como el cambio es muy gradual, es difícil percibir desde la Tierra el instante de la inversión
  • Este fenómeno no es una señal del fin del mundo

Impacto en la Tierra y en el clima espacial

  • Últimamente el Sol ha estado muy activo, al punto de emitir varias erupciones solares potentes y CME
  • Esta actividad provocó intensas tormentas geomagnéticas en la Tierra y dio lugar a auroras impresionantes
  • Sin embargo, el aumento en la intensidad del clima espacial no es la causa directa de la inversión del campo magnético
    • ambos fenómenos tienden a ocurrir al mismo tiempo
  • El clima espacial suele ser más intenso durante el máximo solar
    • en ese momento el campo magnético solar también está en su estado más complejo

Efecto de blindaje frente a los rayos cósmicos galácticos

  • El cambio del campo magnético también tiene un efecto secundario pequeño pero en general beneficioso
  • Puede ayudar a proteger mejor a la Tierra de los rayos cósmicos galácticos
    • los rayos cósmicos galácticos son partículas subatómicas de alta energía que viajan casi a la velocidad de la luz
    • pueden dañar naves espaciales y perjudicar a astronautas en órbita fuera de la protección de la atmósfera terrestre
  • Cuando cambia el campo magnético solar, la lámina de corriente que se extiende miles de millones de millas hacia afuera desde el ecuador solar se vuelve muy ondulada
  • Esa lámina de corriente deformada actúa como una mejor barrera frente a los rayos cósmicos galácticos

Predicción de la intensidad del próximo ciclo solar

  • Los científicos observarán cuánto tarda la inversión del campo magnético solar y qué tan rápido recupera su estructura dipolar
  • Si el campo magnético vuelve al estado dipolar en los próximos años, se espera que el siguiente ciclo de 11 años sea relativamente activo
  • Si la recuperación es lenta, se espera que el siguiente ciclo sea relativamente débil, como el ciclo solar 24 anterior

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 2024-06-15
Opiniones de Hacker News
  • Curiosamente, este fenómeno ocurre cada 11 años, y también hay un ciclo más largo del doble de duración, de 22 años, llamado ciclo de Hale.
    El campo magnético del Sol pasa de un estado dipolar, en general alineado con los polos de la Tierra, a una orientación opuesta y mucho más irregular.
    No he visto mucho sobre qué efectos directos tiene en la Tierra; lo que ya sabía era que las manchas solares a veces generan eyecciones de masa coronal dirigidas hacia la Tierra. Parece que recientemente hubo algunos eventos por ese motivo, pero no fueron demasiado graves.
    • ¿Esto está relacionado con el ciclo de manchas solares de 11 años, o es solo una coincidencia?
    • Según entiendo, el ciclo de Hale es una inversión de 360° que se completa con dos inversiones de 180°.
      Es decir, el ciclo de 11 años suele pasar de un estado dipolar a uno irregular y luego volver a un estado dipolar, pero esta vez con el polo norte magnético apuntando en la dirección opuesta. En el siguiente ciclo de 11 años, el polo norte magnético vuelve a apuntar “hacia arriba” como antes.
    • Afecta principalmente la formación de nubes.
      https://home.web.cern.ch/news/news/physics/cloud-discovers-n...
  • Hay una tendencia de largo plazo más interesante de la que se habla menos: los últimos ciclos solares han sido, en general, de menor intensidad. Incluso en sus máximos hubo menos actividad y menos manchas solares.
    http://solen.info/solar/images/comparison_recent_cycles.png
    Es una lástima que ese gráfico no muestre períodos más antiguos; así se podría ver si existe un ciclo mayor. A primera vista, este ciclo parece haber repuntado un poco respecto del anterior.
    • Recuerdo haber leído hace unos años artículos que decían que el Sol estaba entrando en un ciclo de Gran Mínimo Solar, parecido al mínimo de Maunder, y que eso podría tener consecuencias como un enfriamiento global.
      No sé bien si después hubo más investigaciones o especulaciones al respecto.
    • En el mismo sitio hay un gráfico que reúne todos los ciclos observados.
      http://www.solen.info/solar/cycles1_to_present.html
  • Según un hilo anterior de HN, pensé que hace un mes nos tocaba un evento de nivel Carrington (https://news.ycombinator.com/item?id=40321821).
    ¿Este fenómeno magnético astronómico también podría ser una amenaza para la civilización tecnológica tal como la conocemos?
    • Podría ser. El evento Carrington fue entre 2 y 4 veces más intenso que el evento del mes pasado, pero, por otro lado, los sistemas eléctricos actuales parecen mucho más resilientes que antes.
  • Incluso leyendo el artículo original no me queda claro: ¿esto significa que el Sol está ahora en un máximo solar? ¿Y también significa que las auroras podrían aparecer con más frecuencia y mayor intensidad?
  • Esto no ocurre en un solo día, sino que avanza gradualmente durante 5 años.
    • Pero si lo escriben así no consiguen tantos clics…
  • “Uno de los efectos secundarios del cambio del campo magnético es pequeño, pero en general beneficioso. Puede ayudar a proteger a la Tierra de los rayos cósmicos galácticos. Los rayos cósmicos galácticos son partículas subatómicas de alta energía que viajan casi a la velocidad de la luz y pueden dañar naves espaciales y perjudicar a astronautas en órbita fuera de la atmósfera protectora de la Tierra”.
    Ese contenido estaba enterrado al final del artículo, tres oraciones antes del cierre, después de anuncios y relleno. Una estructura difícil para la gente impaciente.
    • ¿Por qué pasaría eso? ¿Porque los polos del Sol se alinean con los de la Tierra y complementan el campo magnético terrestre?
      Los polos magnéticos parecen estar rotando continuamente [1], a veces alineados con los polos del eje de rotación y a veces no, y el evento de “inversión” parece más bien una clasificación binaria aplicada a un proceso que cruza el ecuador de forma lenta y suave.
      Me da un poco de vergüenza, pero antes pensaba que era un fenómeno escalonado, con un cambio bastante brusco en la tasa de variación.
      [1] https://www.stce.be/news/211/welcome.html
    • Pero es una pregunta interesante. ¿Tendrá relación con que en la zona de Estados Unidos donde vivo haya habido muchas alertas de radiación ultravioleta últimamente?
  • Recuerdo haber leído hace unos años un white paper revolucionario, creo que escrito por un científico ruso. Argumentaba de forma bastante convincente que operaban dos ciclos: uno en las profundidades del Sol y otro en capas más superficiales.
    La idea era que los valores extremos de la actividad solar se explicaban cuando ambos ciclos estaban en máximo o ambos en mínimo.
    • Probablemente sea “On the 22-year cycle of solar activity”, de Gnevishev, M. N.; Ohl, A. I. (1948). Se publicó por primera vez hace 76 años en la revista rusa Astronomicheskii Zhurnal.
  • Sabemos muchísimo y, al mismo tiempo, muy poco. El artículo también dice que matemáticamente no hay un modelo, así que es difícil decir que los investigadores y la academia realmente entienden este fenómeno.
    Lo mismo pasa con el cambio climático y sus desafíos, y en varias áreas de naturaleza similar: los modelos son incompletos o faltan por completo grandes piezas de datos necesarias para comprender de verdad algún proceso.
    • En física es algo común. Se puede investigar muchísimo un tema, crear teorías e incluso construir modelos que predigan el comportamiento futuro con gran precisión, pero si no se lo puede poner a prueba con suficiente fuerza o suficiente precisión, el mecanismo fundamental puede quedar sin confirmarse.
  • Entonces… ¿cuál es el alcance y cómo se modula?
    • El alcance debe ser enorme, pero el municipio se opuso bastante a mi plan de instalar una antena dipolo de 11 años luz en mi terreno.
      Es difícil ser radioaficionado hoy en día…
    • Me hace pensar. Probablemente otras estrellas también hagan esto. ¿Se podría detectar la polaridad magnética a distancias interestelares? ¿Podríamos hacer una nueva astronomía apuntando a estrellas de esta manera?
      ¿El ciclo de inversión del campo magnético podría decirnos algo sobre esa estrella que sería difícil averiguar por otros métodos?
  • Me fascina cómo las leyes de la física replican propiedades simples a una escala gigantesca.
    • Entonces también me pregunto por qué a la gente le cuesta aceptar los efectos del desplazamiento de los polos sobre el clima.