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El Sol, la piedra Rosetta de la Astrofísica

18 Sep. 2007

Inaugurado el congreso HELAS NA3-2: "Modos de oscilación solar de bajo grado y baja frecuencia"

“Hay muchas razones para estudiar el Sol”, afirma Michael Thompson, profesor de Matemática Aplicada y Física Solar de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) y responsable de la inauguración esta mañana del congreso HELAS NA3-2: “Modos de oscilación solar de bajo grado y baja frecuencia”, en los Cancajos (La Palma). “El Sol –explica- no sólo es la estrella más cercana a nosotros, de la que vivimos y de la que necesitamos conocer su influencia sobre la Tierra y nuestro medio ambiente, cómo afecta al clima terrestre y a las comunicaciones. También es la estrella que podemos observar con mayor detalle, la que nos puede ayudar a conocer mejor la estructura y la evolución estelar, puesto que podemos observar toda la superficie como una esfera, lo que es imposible hacer con las demás estrellas. Además, el Sol es un laboratorio único para comprender algunos de los procesos físicos fundamentales en condiciones que no pueden realizarse en la Tierra.”

Pero la superficie visible del Sol, la fotosfera, es una capa que apenas alcanza algunos centenares de kilómetros de espesor y no llega a la milésima del radio solar. Los  fotones producidos en el núcleo de la estrella son absorbidos y remitidos muchas veces antes de llegar a la superficie, que tardan en alcanzar millones de años y llegan ya muy debilitados. De ahí que la fotosfera sólo ofrezca pruebas indirectas de la estructura y dinámica del Sol. “En consecuencia, lo que conocíamos del funcionamiento del interior solar era fruto de las predicciones de modelos matemáticos construidos utilizando la física conocida. Pero, ahora, con la Heliosismología –comenta Thompson-, hemos mejorado mucho nuestra comprensión del interior del Sol, probando las hipótesis físicas de partida usadas en los modelos teóricos del interior estelar y proporcionando un mapa detallado de la estructura del Sol y la rotación interna.” La Heliosismología es la herramienta más poderosa para conocer el interior del Sol. “En Física Solar –advierte este investigador- hemos aprendido mucho de la Geología, de los científicos que estudian las ondas que se propagan en la Tierra, y estamos en deuda con ellos. Curiosamente, nosotros, con el Sol, ahora somos capaces de observar muchos más modos de oscilación y obtener mucha más información que los geólogos.”

Sin embargo, en el campo de la Heliosismología aún persisten dos problemas teóricos importantes. “Uno –señala Thompson- se refiere directamente al interior del Sol: entender dónde se origina el campo magnético solar. Y de ahí la importancia de misiones espaciales que arrojen luz sobre la dinamo solar (el mecanismo por el que se genera el magnetismo de nuestra estrella, fruto de la interacción entre la rotación y la carga eléctrica del Sol, y que da origen al ciclo solar). El otro problema tiene que ver con la atmósfera en la corona: ¿por qué su temperatura sube rápidamente cuando en la fotosfera baja? Aún no tenemos explicación para ninguna de estas dos cuestiones y es los que queremos solucionar.”

Pero el misterio del interior del Sol está sobre todo en los modos g (gravitatorios), ondas de gravedad caracterizadas por bajas frecuencias y confinadas en el interior solar. Todo el mundo los busca desde hace décadas, pero aún no parece que haya pruebas indiscutibles de que hayan sido observados. Thompson no tiene seguridad al respecto, pero está convencido de que la clave del conocimiento del interior solar está en estos modos g. “Necesitamos observarlos porque son ellos los que pueden darnos información sobre la estructura interior del Sol. Por esta razón esperamos mucho de la futuras misiones espaciales, de las que se hablará a lo largo de esta reunión en La Palma”. La próxima será la Solar DynamicsObservatory (SDO), de la NASA, en el 2009, diseñada para determinar la influencia del Sol en la Tierra y sus alrededores estudiando la atmósfera solar a pequeñas escalas de tiempo y espacio en muchas longitudes de onda simultáneamente. “Entre sus objetivos estará la observación de los modos g y, al mismo tiempo, empezar a entender la dinamo solar.”

Una red de intercambio

Para Thompson, “HELAS es una maravillosa oportunidad para intercambiar conocimientos entre los diferentes grupos de Heliosismología y Astrosismología, para unir a todas los científicos que trabajan en estos campos y producir resultados de forma más rápida”. Y en este sentido destaca el papel histórico del IAC en Sismología Solar. “Por un lado, sus grupos de Física Solar han trabajado con la Universidad de Birmingham desde los años setenta y han desarrollado muchos códigos y rutinas para estudiar el interior del Sol. El Observatorio del Teide es conocido por sus estaciones de redes heliosismológicas. Y, además, el IAC está en HELAS, es uno de las instituciones que da vida a esta red.”

“La idea de este congreso –apunta uno de sus organizadores, el investigador del IAC Pere Lluis Pallé- es juntar a expertos de un campo concreto, de una técnicas concretas, a fin de producir una transferencia de conocimientos entre la misma comunidad, en este caso la sismología solar. Pero se trata de ir un poco más allá y hacer transferencia de ese conocimiento a esa nueva ciencia incipiente que es la Astrosismología, la Sismología de otras estrellas distintas al Sol. Tanto en la Helio como en la Astrosismología lo que se hace es prospeccionar y sondear lo que ocurre en el interior de las estrellas, cómo están constituidas, cuál es su comportamiento, y eso se hace a través de una técnica única que es la Sismología, el estudio de los ‘terremotos’ u ondas que viajan del interior de esas estrellas. Es la única forma existente hoy en día, con resultados factibles, que permite estudiar ese interior, completamente inaccesible de otro modo.”

Pallé recuerda que esta rama de la Sismología Solar se desarrolló en los años setenta y que tanto Tenerife como su observatorio del Teide y los grupos de investigación del IAC tuvieron un destacado papel en el nacimiento y desarrollo de esta rama de la Ciencia. “Quizá el descubrimiento más importante de la Heliosismología fue la naturaleza global (extendidas sobre todo el Sol) de las oscilaciones de 5 minutos: sus modos propios, lo que serían los sonidos del Sol, y la posibilidad de medir con gran precisión los parámetros de estas ondas sísmicas. Y este hecho tuvo lugar en 1979 gracias a unas observaciones realizadas en el Observatorio del Teide por un grupo británico y español (del IAC). Desde entonces, el grupo de Sismología Solar ha alcanzado prestigio mundial y, a finales de la década de los 80,  la técnica se extendió a otras estrellas, naciendo así la Astrosismología.”

Y añade este investigador. “La Física Solar en el IAC tradicionalmente se ha centrado más en el Observatorio del Teide. Pero ahora esperamos colocar grandes nuevos telescopios tanto en Tenerife como en La Palma. En concreto, la gran calidad nocturna del Observatorio del Roque de los Muchachos hará que necesariamente los grandes proyectos de Astrosismología se ubiquen en este Observatorio, si bien la calidad para la Heliosismología es muy similar en ambas instalaciones del IAC.”

 

Más información, fotos y vídeos en:

http://www.helas-eu.org/workshops/index.php?option=com_content&task=view&id=32&Itemid=66

http://www.helas-eu.org/workshops/index.php?option=com_content&task=view&id=14&Itemid=30

Contacto de prensa:
Carmen del Puerto (IAC). Tel.: 660699698
Correo electrónico: cpv@iac.es

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