El sol en el espacio.(Crédito de la imagen: NASA)
Los astrónomos que intentan medir la edad del sol analizando las vibraciones que ondulan en su interior se han dado cuenta de algo preocupante. Parece que el ciclo solar de actividad magnética está interfiriendo en sus esfuerzos. Por supuesto, podemos verificar la verdadera edad del Sol por medios independientes -y, por tanto, sabemos que tiene unos 4.600 millones de años-, pero este problema con las mediciones vibracionales de la edad estelar amenaza con frustrar los intentos de medir las características fundamentales de otras estrellas.
Conocemos la edad del Sol porque, por ejemplo, los científicos han conseguido medir la desintegración radiactiva de los átomos de nuestro sistema solar que se formaron junto a los planetas y el Sol. Se habla de desintegración radiactiva cuando el núcleo de un átomo pierde energía a través de la radiación y se transforma en un elemento más estable. La velocidad de desintegración de una cantidad de material radiactivo se describe como su semivida, que es el tiempo que tarda la mitad de esa cantidad en desintegrarse, por lo que podemos retroceder y calcular su antigüedad basándonos en cuánto se ha desintegrado a lo largo del tiempo. Así, siguiendo la línea temporal de la desintegración radiactiva de los átomos de nuestro sistema solar, podemos deducir su edad. Además, los detallados modelos científicos de evolución estelar son fundamentales para determinar la edad del Sol.
También hay otra forma de determinar la edad del Sol o de cualquier estrella. Se llama heliosismología cuando se refiere al sol, y astrosismología cuando se refiere a otras estrellas.
«Hay que imaginarse una estrella como una gran bola de gas en constante movimiento», explica Jérôme Bétrisey, de la Universidad de Ginebra, en un comunicado. «En el interior de esta estrella hay ondas o pulsaciones que la hacen vibrar, algo así como el sonido que resuena en un instrumento musical. Estas vibraciones hacen que la superficie de la estrella se mueva ligeramente y cambie de luminosidad con regularidad. Gracias a instrumentos muy precisos, podemos detectar estas variaciones de luminosidad».
Existen varios patrones diferentes, o modos, de oscilación superpuestos en el sol, todos ellos con periodos y frecuencias distintos. Y del mismo modo que el estudio de las ondas sísmicas en la Tierra puede informarnos sobre el interior de nuestro planeta a medida que los temblores lo atraviesan, las oscilaciones en el sol son informativas de su estructura interior. Comparando lo que nos dicen esas oscilaciones con modelos detallados del aspecto que debería tener el interior del Sol a distintas edades, los físicos solares pueden determinar la edad actual del Sol.
Snapshots of the sun for each year of solar cycle 23, which began just after the launch of the SOHO spacecraft that took these images in extreme ultraviolet light. Podemos ver cómo el nivel de actividad magnética aumenta hasta alcanzar el máximo solar en 2001 y luego se desvanece de nuevo. (Crédito de la imagen: ESA y NASA)
Sin embargo, mediciones anteriores han revelado discrepancias entre las observaciones de la edad solar y los modelos teóricos – y ahora, un equipo dirigido por Bétrisey ha demostrado que es probablemente la propia actividad magnética del sol la que tiene la culpa. Esto resulta sorprendente, ya que hasta ahora la opinión general era que la actividad magnética no debería tener ningún efecto.
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El equipo de Bétrisey analizó los datos de 26,5 años de dos programas de observación solar. Uno era BISON, la Red de Oscilaciones Solares de Birmingham, un conjunto de observatorios solares terrestres supervisados por científicos de la Universidad de Birmingham (Reino Unido). El otro era GOLF, el instrumento de Oscilaciones Globales a Baja Frecuencia de la misión conjunta SOHO (Observatorio Solar y Heliosférico) de la NASA y la ESA, lanzada en 1995.
Nuestro Sol experimenta un ciclo de 11 años de actividad magnética, pasando del mínimo solar, cuando apenas se ven manchas solares, al máximo solar, cuando abundan las manchas solares, las prominencias, las eyecciones de masa coronal y las llamaradas.
Los datos de BISON y GOLF muestran una diferencia del 6,5% entre la edad del Sol medida por heliosismología en el mínimo y en el máximo solares. Además, de los dos ciclos solares que abarcan los 26,5 años de observaciones, tanto BISON como GOLF indicaron que el ciclo con mayor actividad magnética tenía un mayor impacto sobre la discrepancia en la medición de la edad.
Dado que, en el gran esquema de las cosas, el sol no es una estrella muy activa, los resultados de BISON y GOLF sugieren que «el impacto de la actividad magnética podría ser muy significativo para estrellas más activas como las que detectará PLATO», dijo Bétrisey.
La misión PLATO (Tránsitos Planetarios y Oscilaciones de las Estrellas), que la Agencia Espacial Europea lanzará en 2026, estudiará las estrellas en busca de cambios bruscos en su luz. Algunas de estas disminuciones serán causadas por exoplanetas en tránsito, pero PLATO también podrá detectar disminuciones en la luminosidad de las estrellas debidas a oscilaciones astrosísmicas, a partir de las cuales los astrónomos podrán determinar estadísticas estelares vitales como la masa, el radio y, por supuesto, la edad. Aunque la razón por la que la actividad magnética puede afectar a las mediciones astrosísmicas aún no está clara, debe tenerse en cuenta para las observaciones de PLATO, mientras que el equipo de Bétrisey también sugiere que las mediciones anteriores, como las realizadas con el telescopio espacial Kepler de la NASA, también pueden necesitar ser revisadas.
Tal y como lo describen Bétrisey y sus colegas en su artículo de investigación, se trata de un «desafío inminente» para el futuro de la astrosismología.
Los resultados se publicaron el 8 de agosto en la revista Astronomy and Astrophysics.
