(CNN) — El astr\u00f3nomo alem\u00e1n Johannes Kepler hizo bocetos de manchas solares en 1607 a partir de sus observaciones de la superficie del sol y siglos m\u00e1s tarde, los dibujos pioneros est\u00e1n ayudando a los cient\u00edficos a resolver un misterio solar.<\/p>\n
Aunque todo en el sistema solar gira en torno al Sol, los cient\u00edficos a\u00fan no han logrado desvelar muchos de sus secretos.<\/p>\n
Sin embargo, el estudio de la variabilidad del Sol a lo largo del tiempo, incluido el ciclo solar, podr\u00eda responder a algunas de las preguntas m\u00e1s antiguas sobre el ardiente orbe y c\u00f3mo cambia.<\/p>\n
Una fuerte actividad solar har\u00eda que auroras boreales sean visibles m\u00e1s al sur de lo habitual<\/p>\n
Algunas de esas preguntas giran en torno a la actividad solar en el siglo XVII, una \u00e9poca crucial para el estudio del Sol.<\/p>\n
En 1610, los astr\u00f3nomos observaron por primera vez las manchas solares con telescopios. En ese momento, el Sol atravesaba una transici\u00f3n inusual hacia un largo periodo de actividad debilitada. Y los bocetos de Kepler, ignorados durante mucho tiempo por tratarse de dibujos y no de observaciones telesc\u00f3picas, podr\u00edan aportar datos hist\u00f3ricos cruciales.<\/p>\n
Un nuevo estudio que recrea las circunstancias en las que Kepler realiz\u00f3 sus dibujos fue publicado el 25 de julio en la revista acad\u00e9mica The Astrophysical Journal Letters.<\/p>\n
«Kepler aport\u00f3 muchos puntos de referencia hist\u00f3ricos en astronom\u00eda y f\u00edsica en el siglo XVII, dejando su legado incluso en la era espacial», afirm\u00f3 en un comunicado Hisashi Hayakawa, autor principal del estudio y profesor adjunto del Instituto de Investigaci\u00f3n Medioambiental Espacio-Tierra de la Universidad de Nagoya.<\/p>\n
«En este estudio, hemos demostrado que los registros de manchas solares de Kepler son varios a\u00f1os anteriores a los registros telesc\u00f3picos de manchas solares de 1610. Sus bocetos de las manchas solares sirven como testimonio de su perspicacia cient\u00edfica y perseverancia frente a las limitaciones tecnol\u00f3gicas».<\/p>\n
Im\u00e1genes sin precedentes revelan lo que ocurre en el Sol a medida que se acerca al «m\u00e1ximo solar»<\/p>\n
La tumultuosa actividad del Sol<\/p>\n
El sol experimenta un ciclo de 11 a\u00f1os de actividad creciente y menguante, conocido como ciclo solar. Actualmente, los cient\u00edficos creen que el sol est\u00e1 alcanzando o acerc\u00e1ndose al m\u00e1ximo solar, el pico anual de su actividad para el ciclo solar actual, denominado Ciclo Solar 25.<\/p>\n
El m\u00e1ximo solar se asocia normalmente con un aumento del n\u00famero de manchas solares visibles en la superficie del sol. Estas regiones oscuras, algunas de las cuales pueden alcanzar el tama\u00f1o de la Tierra o m\u00e1s, son impulsadas por los fuertes campos magn\u00e9ticos del Sol, que se encuentran en un cambio continuo.<\/p>\n
En la actualidad, los cient\u00edficos realizan un seguimiento de la actividad solar utilizando datos procedentes de observatorios terrestres y espaciales, mapas magn\u00e9ticos de la superficie solar y observaciones ultravioletas de la atm\u00f3sfera exterior del Sol.<\/p>\n
Un grupo de manchas solares aparece en la superficie del sol el 18 de octubre de 2014. Cr\u00e9dito: NASA Goddard<\/p>\n
Pero el simple hecho de intentar observar el Sol era una haza\u00f1a dif\u00edcil hace siglos.<\/p>\n
Las manchas solares se observaban a simple vista a trav\u00e9s de la niebla, la bruma, el humo de los incendios forestales, o cerca del amanecer o el atardecer, cuando la atm\u00f3sfera ayudaba a atenuar el brillo del sol, dijo Mark Miesch, cient\u00edfico investigador del Centro de Predicci\u00f3n del Clima Espacial de la Administraci\u00f3n Nacional Oce\u00e1nica y Atmosf\u00e9rica en Boulder, Colorado. Miesch no particip\u00f3 en la nueva investigaci\u00f3n.<\/p>\n
Kepler utiliz\u00f3 un aparato llamado c\u00e1mara oscura, que utiliza un peque\u00f1o orificio en la pared del instrumento para proyectar la imagen del Sol en una hoja de papel y dibujar las caracter\u00edsticas que observ\u00f3. Kepler crey\u00f3 err\u00f3neamente que hab\u00eda captado a Mercurio movi\u00e9ndose en \u00f3rbita en frente del Sol en mayo de 1607, pero 11 a\u00f1os despu\u00e9s se retract\u00f3 y determin\u00f3 que hab\u00eda observado un grupo de manchas solares.<\/p>\n
«Como este registro no era una observaci\u00f3n telesc\u00f3pica, s\u00f3lo se ha discutido en el contexto de la historia de la ciencia y no se hab\u00eda utilizado para an\u00e1lisis cuantitativos de los ciclos solares en el siglo XVII», dijo Hayakawa.<\/p>\n
«Pero \u00e9ste es el dibujo de una mancha solar m\u00e1s antiguo realizado con una observaci\u00f3n instrumental y una proyecci\u00f3n. Nos dimos cuenta de que este dibujo de mancha solar deber\u00eda ser capaz de decirnos la ubicaci\u00f3n de la mancha solar e indicar la fase del ciclo solar en 1607 siempre y cuando consigui\u00e9ramos acotar el punto y la hora de observaci\u00f3n y reconstruir la inclinaci\u00f3n de las coordenadas heliogr\u00e1ficas -es decir, las posiciones de las caracter\u00edsticas en la superficie del Sol- en ese momento».<\/p>\n
El Sol ha iniciado un nuevo ciclo solar, dicen los expertos<\/p>\n
Un gran m\u00ednimo solar<\/p>\n
Las manchas solares no son la \u00fanica forma que tienen los cient\u00edficos de entender los cambios en el Sol. Las variaciones en el campo magn\u00e9tico del Sol regulan el movimiento de part\u00edculas de alta energ\u00eda, llamadas rayos c\u00f3smicos, a trav\u00e9s del espacio, explica Miesch.<\/p>\n
Cuando los rayos c\u00f3smicos golpean la atm\u00f3sfera de la Tierra, pueden cambiar su qu\u00edmica, incluido el equilibrio de carbono.<\/p>\n
«Con el tiempo, este carbono se incorpora a las plantas y los animales, incluso a nosotros mismos», explica Miesch. «Los anillos de los \u00e1rboles ofrecen una oportunidad \u00fanica para seguir la evoluci\u00f3n del carbono de un a\u00f1o a otro. Algunos anillos de \u00e1rboles antiguos pueden remontarse miles de a\u00f1os. Los is\u00f3topos de carbono y otros elementos pueden rastrearse de forma similar a trav\u00e9s de burbujas de aire atrapadas en n\u00facleos de hielo glaciar».<\/p>\n
Los is\u00f3topos de carbono atrapados en los anillos de los \u00e1rboles y en los n\u00facleos de hielo se han utilizado para contextualizar antiguas observaciones de manchas solares y ampliar nuestra comprensi\u00f3n de la actividad solar antes de que se produjeran las observaciones de manchas solares, dijo Miesch.<\/p>\n
Estos datos se han utilizado para ayudar a los astr\u00f3nomos a comprender el M\u00ednimo de Maunder, un periodo de ciclos solares extremadamente d\u00e9biles y anormales entre 1645 y 1715. Durante este llamado gran m\u00ednimo solar, las manchas solares pr\u00e1cticamente desaparecieron, y las pocas que se observaron s\u00f3lo aparecieron en el hemisferio solar sur. El mecanismo de fondo del gran m\u00ednimo solar sigue siendo objeto de debate entre los astr\u00f3nomos hoy en d\u00eda, sobre todo cuando intentan averiguar cu\u00e1ndo y c\u00f3mo podr\u00eda producirse en siglos por venir.<\/p>\n
Pero los astr\u00f3nomos est\u00e1n de acuerdo en que el patr\u00f3n de actividad solar pas\u00f3 gradualmente de los ciclos regulares al gran m\u00ednimo.<\/p>\n
Un an\u00e1lisis anterior de los anillos de los \u00e1rboles suger\u00eda que un ciclo solar breve, el Ciclo Solar menos 14, s\u00f3lo dur\u00f3 unos cinco a\u00f1os y condujo a un ciclo solar extremadamente largo de 16 a\u00f1os, conocido como Ciclo Solar menos 13.<\/p>\n
«De ser cierto, esto ser\u00eda realmente interesante», dijo Hayakawa. «Sin embargo, otra reconstrucci\u00f3n basada en anillos de \u00e1rboles indicaba una secuencia de ciclos solares con duraciones normales (11 a\u00f1os). Entonces, \u00bfen qu\u00e9 reconstrucci\u00f3n debemos confiar? Es extremadamente importante comprobar estas reconstrucciones con registros independientes, preferiblemente observacionales».<\/p>\n
As\u00ed que recurri\u00f3 a los bocetos de Kepler.<\/p>\n
Una ilustraci\u00f3n de 1825 representa al astr\u00f3nomo alem\u00e1n Johannes Kepler. Cr\u00e9dito: Archivo Hist\u00f3rico Universal\/Getty Images<\/p>\n
Hayakawa y sus colegas tradujeron el informe original de Kepler, escrito en lat\u00edn, para comprender la orientaci\u00f3n exacta de sus bosquejos de manchas solares, as\u00ed como para acotar el intervalo de tiempo y los lugares durante los cuales Kepler realiz\u00f3 las observaciones.<\/p>\n
A continuaci\u00f3n, Hayakawa visit\u00f3 lugares de Praga, como la residencia de Kepler en la Corona Francesa y el taller del mec\u00e1nico de la corte Justus Burgi, para comprender mejor la topograf\u00eda desde la que Kepler observ\u00f3 las manchas solares.<\/p>\n
Las herramientas modernas de datos permitieron a Hayakawa y sus colegas calcular la inclinaci\u00f3n de la mancha solar y determinar su ubicaci\u00f3n en el Sol. Tambi\u00e9n aplicaron la ley de Sp\u00f6rer, observada por primera vez por el astr\u00f3nomo aficionado ingl\u00e9s Richard Christopher Carrington y desarrollada posteriormente por el astr\u00f3nomo alem\u00e1n Gustav Sp\u00f6rer, quien describi\u00f3 una migraci\u00f3n de las manchas solares de latitudes m\u00e1s altas a latitudes m\u00e1s bajas durante un ciclo solar.<\/p>\n
El equipo de investigadores determin\u00f3 que el grupo de manchas solares observado por Kepler pertenec\u00eda a la cola del Ciclo Solar menos 14 y no al principio del Ciclo Solar menos 13.<\/p>\n
Los resultados apoyan la idea de que el Ciclo Solar menos 13 tuvo una duraci\u00f3n regular de 11 a\u00f1os en lugar de 16 a\u00f1os. Los investigadores tambi\u00e9n pudieron estimar que el Ciclo Solar menos 13 probablemente comenz\u00f3 entre 1607 y 1610.<\/p>\n
«Esto muestra una transici\u00f3n t\u00edpica del ciclo solar precedente al siguiente, de acuerdo con la ley de Sp\u00f6rer», afirm\u00f3 en un comunicado Thomas Teague, coautor del estudio y observador del Centro de An\u00e1lisis de Datos de Influencias Solares del Real Observatorio de B\u00e9lgica.<\/p>\n
Dado que el ciclo solar m\u00e1s largo jam\u00e1s registrado en los \u00faltimos tres siglos dur\u00f3 14 a\u00f1os, es hora de encontrar otro precursor cient\u00edfico del M\u00ednimo de Maunder, dijo Hayakawa.<\/p>\n
Im\u00e1genes sin precedentes revelan lo que ocurre en el Sol a medida que se acerca al «m\u00e1ximo solar»<\/p>\n
El legado perdurable de Kepler<\/p>\n
A\u00fan queda mucho por aprender de figuras hist\u00f3ricas como Kepler, afirma Sabrina Bechet, coautora del estudio e investigadora del Real Observatorio de B\u00e9lgica.<\/p>\n
«Como me dijo uno de mis colegas, es fascinante ver c\u00f3mo los registros del legado de figuras hist\u00f3ricas transmiten implicaciones cient\u00edficas cruciales a los cient\u00edficos modernos incluso siglos despu\u00e9s», dijo Bechet. «En el caso de Kepler, estamos subidos a los hombros de un gigante cient\u00edfico».<\/p>\n
Los bocetos de Kepler est\u00e1n ayudando a dar forma a los debates en curso sobre los ciclos solares que condujeron al M\u00ednimo de Maunder, lo que tambi\u00e9n podr\u00eda ayudar a los astr\u00f3nomos a modelar las condiciones previas al evento, dijo Hayakawa.<\/p>\n
«Al situar los hallazgos de Kepler dentro de reconstrucciones m\u00e1s amplias de la actividad solar, los cient\u00edficos adquieren un contexto crucial para interpretar los cambios en el comportamiento solar en este periodo crucial que marc\u00f3 la transici\u00f3n de los ciclos solares regulares al gran m\u00ednimo solar», afirm\u00f3.<\/p>\n
Miesch calific\u00f3 el nuevo estudio de «trabajo impresionante» y de ejemplo de labor detectivesca que extrae nuevas perspectivas de los registros hist\u00f3ricos.<\/p>\n
«La larga historia de las observaciones de manchas solares constituye un v\u00ednculo a trav\u00e9s de los siglos con generaciones de astr\u00f3nomos que han contemplado el Sol con reverencia y una curiosidad que ha pasado de la superstici\u00f3n al escrutinio cient\u00edfico y a la comprensi\u00f3n. Resulta inspirador comprobar que los astr\u00f3nomos del pasado siguen contribuyendo a los descubrimientos cient\u00edficos. Y sus esfuerzos son ahora m\u00e1s importantes de lo que jam\u00e1s hubieran podido imaginar, a medida que nuestra sociedad tecnol\u00f3gica se vuelve cada vez m\u00e1s vulnerable a los eternos altibajos de la actividad solar».<\/p>\n
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