Corte esquemático del Sol. La mitad derecha muestra la actividad magnética de la superficie solar observada en el ultravioleta extremo, donde se revelan arcos coronales y regiones activas dominadas por el campo magnético. La mitad izquierda muestra el interior solar al “abrir” su superficie, ilustrando cómo varía la velocidad de rotación con la profundidad y la latitud. La región marcada con líneas azules discontinuas corresponde a la tacoclina, una capa de transición situada a unos 200.000 km de profundidad, donde ocurre una intensa variación de la velocidad de rotación. En este trabajo se describe con el mayor detalle alcanzado hasta el momento la estructura y dimensiones de esta región. El campo magnético solar se alimenta de la fuerte cizalla rotacional y de la complejidad dinámica de la tacoclina. La actividad magnética observada en la superficie solar tiene su origen en esta capa profunda del interior del Sol. Crédito: Gabriel Pérez Díaz (IAC).
Un equipo internacional compuesto por los doctores Sylvain G. Korzennik, del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, y Antonio Eff-Darwich Peña, de la Universidad de La Laguna y el Instituto de Astrofísica de Canarias, ha publicado un estudio pionero destinado a mejorar nuestra comprensión de la estructura interna del Sol. El trabajo, publicado en The Astrophysical Journal, destaca por el uso de series temporales heliosismológicas excepcionalmente largas, que superan los veinticinco años de observaciones continuas, para analizar las capas más profundas del Sol.
La heliosismología estudia los patrones de oscilación en la superficie solar a lo largo del tiempo. Al igual que cualquier instrumento musical, las características de estas vibraciones dependen de las propiedades físicas del interior del Sol. El trabajo se centra específicamente en la tacoclina solar, una capa delgada situada a unos doscientos mil kilómetros bajo la superficie solar, donde las temperaturas alcanzan aproximadamente los dos millones de grados Celsius. Dentro de esta capa tiene lugar la transición entre dos regímenes de rotación distintos, un fenómeno clave para comprender procesos fundamentales como la generación del campo magnético solar y los mecanismos que impulsan el ciclo de actividad del Sol.
Al caracterizar esta capa de transición con una precisión sin precedentes, la investigación aborda uno de los desafíos clásicos de la física solar. Para lograr esta precisión, se analizaron datos de tres instrumentos complementarios: la red terrestre GONG, operada por el National Solar Observatory, que cuenta con seis instrumentos, uno de los cuales está localizado en el Observatorio del Teide; el instrumento MDI a bordo del satélite espacial Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) de la ESA/NASA; y el instrumento HMI a bordo del satélite Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA.
El procesamiento de este enorme volumen de información supuso el uso de técnicas numéricas innovadoras diseñadas específicamente para este estudio, entre ellas el método de reconstrucción algebraica simultánea y la implementación de mallas computacionales con una densidad radial mucho mayor de lo habitual. Estas metodologías permitieron mejorar la resolución de los resultados manteniendo bajo control la amplificación del ruido observacional, un aspecto esencial al estudiar estructuras tan sutiles y profundas como la tacoclina. Al reflexionar sobre la relevancia de este tipo de investigaciones, Eff-Darwich destacó: "Todavía me resulta increíble que podamos explorar lo que sucede a cientos de miles de kilómetros bajo la superficie del Sol, que a su vez se encuentra a unos 150 millones de kilómetros de la Tierra".
Más allá de su relevancia para la física fundamental, estudios de este tipo son esenciales para seguir mejorando nuestro conocimiento de la meteorología espacial, es decir, el seguimiento del impacto de la actividad magnética del Sol sobre la Tierra. La tacoclina está estrechamente vinculada a los procesos responsables del magnetismo solar que, al emerger a la superficie, dan lugar a tormentas solares y eyecciones de masa coronal que pueden afectar a nuestra infraestructura tecnológica. Entre otras cosas, el estudio sugiere que la posición de la tacoclina muestra una discontinuidad entre bajas y altas latitudes, lo que revela una estructura interna más compleja de lo que se suponía anteriormente. Los resultados del trabajo indican también que esta capa podría ser extremadamente delgada, posiblemente inferior al uno por ciento del radio solar.
El trabajo también explora posibles variaciones temporales y concluye que, aunque los datos disponibles aún no permiten detectar de manera definitiva cambios asociados a la actividad solar, es necesario continuar desarrollando estas herramientas analíticas para profundizar en nuestra comprensión de la dinámica interna del Sol y mejorar nuestra capacidad de entender y, por tanto, anticipar los efectos de la actividad solar sobre la Tierra. En palabras Korzennik: "Esta nueva medición desconcertará aún más a los teóricos y modelizadores cuando intenten explicar por qué la tacoclina es como es".
Artículo: Korzennik & Eff-Darwich "Resolving the Tachocline using Inversion of Rotational Splitting Derived from Fitting Very Long and Long Time Series", ApJ (2026). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae4026
Contacto en la ULL/IAC:
Antonio Eff-Darwich, adarwich [at] ull.edu.es (adarwich[at]ull[dot]edu[dot]es)
