Resulta que el Sol es más frío de lo que pensábamos

Título: The Mount Wilson Observatory S-index of the Sun
Autores: Ricky Egeland, Willie Soon, Sallie Baliunas, Jeffrey C. Hall, Alexei A. Pevtsov, and Luca Bertello
Institución del primer autor: High Altitude Observatory; Montana State University
Estatus: Aceptado para publicación en el Astrophysical Journal
Astrobite original: It turns out the Sun is more chill than we previously thought

Una de las pocas certezas que tenemos como seres humanos es que el Sol viene y va, siempre en intervalos de 24 horas, y continuará haciéndolo durante los próximos 5 mil millones de años. Debido a este ciclo tan familiar, a veces damos por sentado el hecho de que nuestra estrella anfitriona no es completamente estable. Es activa, y esta actividad le ha dado forma a la evolución del sistema solar y de la vida en la Tierra. Debido a que usamos el Sol como referencia para otras estrellas, es crucial que midamos su actividad con la mayor exactitud y precisión posible.

Una amplia eyección de masa coronal del Sol en el 8 de enero de 2002. Cortesía del consorcio SOHO/LASCO. SOHO es un proyecto de cooperación internacional entre ESA y NASA.

Culpemos a los campos magnéticos
Las estrellas son grandes bolas de gas caliente con un montón de piezas móviles. Las que son similares al Sol (es decir, análogos solares) tienen grandes atmósferas convectivas, que actúan igual que agua hirviendo dentro de una olla de cocción. El flujo convectivo de plasma genera campos magnéticos, y la rotación estelar, a su vez, hace que las líneas del campo magnético se envuelvan alrededor de la estrella, creando un dínamo estelar. Cuando las líneas de campo magnético se concentran en una zona, producen manchas oscuras en la superficie estelar y expulsiones de masa estelar; la actividad de una estrella se mide por la fuerza de estos episodios.

Una forma exacta y precisa de evaluar la actividad estelar lo es utilizando las características en el espectro estelar conocidas como las líneas de Ca II H & K. La fuerza de éstos elementos se puede medir fácilmente con espectrómetros, y luego se traducen a una relación llamada índice-S (mientras mayor esta relación, mayor es la actividad estelar). El rastreo de actividad estelar más famoso lo es el Proyecto de HK en el Observatorio del Monte Wilson (MWO, por sus siglas en inglés), que consistió en evaluar el índice-S de muchas estrellas en el cielo y terminó por convertirse en el estándar de calibración para los estudios actuales de actividad. El problema es que no todas las observaciones se la llevaron a cabo con el mismo instrumento, y por lo tanto, los errores sistemáticos comienzan a convertirse en un problema grave.

El contexto es clave
Para entender el papel de la actividad en la física de la evolución estelar y planetaria es importante que coloquemos al Sol, la estrella que mejor conocemos, en el mismo contexto que las demás. En el artículo de hoy, los autores intentan medir con precisión y exactitud la actividad del Sol mediante observaciones espectroscópicas de la Luna – que refleja la luz solar – obtenidas con el mismo instrumento utilizado en el MWO.

Los análogos solares tienen ciclos de actividad y periodos de unos pocos años. El ciclo solar tiene un período de 11 años que abarca un mínimo y un máximo. Los autores miden directamente el mínimo, el máximo y la media del índice-S del ciclo solar 23 (1996-2007, a pesar de que los datos sólo llegan hasta 2003), y encontraron que eran significativamente más bajos que las estimaciones previas del mismo ciclo. Estos resultados demuestran que, cuando se utilizan diferentes instrumentos, los errores sistemáticos plagan las mediciones de la actividad. La buena noticia es que, con los resultados de artículo de hoy, ahora podemos corregirlos mdiante la aplicación de una mejor calibración.

Actividad solar durante el ciclo 23. Los datos de MWO son representados por los puntos rojos y la curva roja es un ajuste de curva de dichos datos. La mayoría de la actividad en el ciclo (guiones rojos), medida en estudios previos, están visiblemente desplazados hacia valores mayores.

Bien, ya que hemos discutido la exactitud, ¿qué pasa con la precisión? Sabemos que los datos de la actividad solar son bastante completos en la literatura, y que estos datos ahora estan correctamente
calibrados. Los autores utilizaron estos datos para determinar el mínimo, el máximo y la media de actividad solar con de menos de un 1% de error para todos los índices.

Serie de tiempo compuesta del índice-S del Sol, utilizando varios conjuntos de datos (símbolos de colores), que ahora están correctamente calibrados. Las curvas coloreadas se ajustan a los datos.

Efectos en estudios futuros
Entonces, el Sol es menos activo de lo que se había medido previamente, y esto afecta a nuestra comprensión de las estrellas similares al Sol. Al colocar correctamente nuestra estrella en el contexto de los demás, podemos evaluar mejor cuán común es. Esto nos ayuda a responder preguntas acerca de las condiciones necesarias para que la vida emerja y evolucione junto con la estrella. Estos resultados rectifican las inconsistencias observadas anteriormente en la actividad de las estrellas similares al Sol; y nos recuerdan una parte crítica de la ciencia: los efectos sistemáticos importan. El mismo artículo servirá como una guía en la medición de la actividad estelar, allanando el camino hacia mejores prácticas en el campo.

Bono por leer hasta el final:

El Sol de septiembre a noviembre 2016. Crédito: SOHO (ESA & NASA).