Investigadores de la Universidad de Extremadura (UEx) analizan registros de manchas solares, observadas hace aproximadamente 400 años, que permitirán la actualización de una base de datos internacional usada en el estudio de la actividad solar

Se puede considerar que la física solar vive una época dorada en la que los avances tecnológicos y el trabajo de numerosas misiones espaciales nos regalan, como mínimo, hermosas e inverosímiles imágenes de esta radiante estrella con la que se amanece a diario. Pero para entender la actividad solar no es suficiente la información recabada gracias a las mejoras de la metodología actual, siendo necesario analizar lo que grandes dosis de curiosidad llevó a otros científicos a registrar en el pasado.

Las manchas solares son regiones oscuras que pueden observarse en la fotosfera (“superficie visible” del Sol), producidas cuando ésta es atravesada por los campos magnéticos originados en el interior del astro. Es por ello que sirven como indicador de la actividad del Sol, que aumenta según lo hace también el número de machas solares. El aspecto sombrío de dichas regiones se debe a que presentan una temperatura menor que las zonas de su alrededor (en torno a 4500ºC y 6000ºC, respectivamente). Este contraste permite que se puedan identificar con cierta facilidad.

Se llevan observando manchas solares desde antes de que el telescopio comenzara a usarse como instrumento astronómico, pero es a partir de ese momento cuando las observaciones comienzan a registrarse de forma sistemática. Aunque actualmente se conocen detalles como que el primer registro disponible de manchas solares de la era telescópica fue realizado por Thomas Harriot en diciembre de 1610, la cobertura temporal de los datos de los años iniciales de observaciones realizadas mediante los primeros telescopios es baja. Resulta fundamental que esta información se logre ampliar, ya que sólo así se podrá entender cómo evolucionó la actividad solar en aquel periodo de tiempo.

Víctor Manuel Sánchez Carrasco, María Cruz Gallego Herrezuelo y José Manuel Vaquero Martínez son los autores del trabajo que ha tenido como objetivo seguir ampliando y corregir la información, correspondiente a los primeros años de la era telescópica, incluida en la base de datos utilizada a escala mundial para calcular el índice del número de manchas solares o sunspot number, que es la medida de actividad solar más usada en climatología espacial, así como en otros campos de estudio de física solar y ciencias de la Tierra.

Impacto internacional

La investigación llevada a cabo en el Departamento de Física se integra en un proyecto, coordinado por el Instituto Internacional de Ciencias Espaciales, para recalibrar los índices de manchas solares. Los resultados de su estudio han sido publicados recientemente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, una de las revistas sobre Astronomía con mayor índice de impacto.

Los investigadores de la UEx han revisado los registros de observaciones de manchas solares realizados por dos conocidos astrónomos: Christoph Scheiner y Galileo Galilei. Es sabido que ambos generaron un intenso debate sobre la naturaleza de este fenómeno, contexto en el cual se encuadra el estudio.

Scheiner, defensor de las ideas aristotélicas, apuntaba que el Sol era un cuerpo perfecto e inmaculado y que por tanto las manchas solares orbitaban a su alrededor, mientras que Galileo consideraba que se localizaban en el propio astro. En este sentido, Carrasco destaca que los dibujos y las descripciones dejan patente que, a pesar de las creencias de la época, los dos observadores fueron muy rigurosos al elaborar sus registros. “Es sorprendente porque aquellos astrónomos que apuntaron al cielo con sus telescopios, comprobando que el Sol está lleno de ‘puntos negros’, no sabían qué observaban ya que todo era nuevo para ellos”, resalta el investigador de la UEx.

Consecución de objetivos

Gracias al desarrollo de su investigación, han encontrado nueva información con la que extender la cobertura observacional del período inicial de la era telescópica y corregir algunos valores registrados por Scheiner y Galileo que ya estaban incluidos en la base de datos.

Asimismo, los investigadores han detectado un cambio en la calidad de las observaciones que afectó al recuento de grupos de manchas solares realizado por estos famosos astrónomos en el período analizado. Carrasco indica que las diferencias encontradas en las primeras observaciones se deben principalmente al método de observación empleado por Galileo y Scheiner. A este respecto, cabe destacar el descubrimiento sobre el 3 de mayo de 1612: los datos revelan que Galileo abandona la peligrosa práctica de observar el Sol directamente a través del telescopio, utilizando las nubes o la niebla como filtro natural, y comienza a usar una nueva metodología (inventada por su pupilo Benedetto Castelli) basada en proyectar la imagen solar sobre una hoja de papel, mejorando así su capacidad para registrar manchas solares.

Estudiar el pasado se vuelve complejo cuando se deben interpretar textos escritos a mano con diferentes grafías y en otro idioma, como puede ser el latín. Por ello, en muchas ocasiones es indispensable la colaboración de profesionales de diferentes países y del área de Filología Latina del Departamento de Ciencias de la Antigüedad. Los investigadores agradecen, también, la participación de archivos y bibliotecas que facilitan el acceso al material que en muchas ocasiones no se encuentra en formato digital; Carrasco remarca la ayuda recibida al inicio de la investigación por parte del archivo de la Academia Nacional de Linces, de la que el propio Galileo formó parte.

El equipo de la UEx concluye que su trabajo muestra la necesidad de estudiar otras fuentes documentales, además de seguir revisando la información disponible sobre la actividad solar pasada. De esta manera se podrá mejorar el conocimiento de la actividad solar a largo plazo y realizar predicciones futuras más fiables que nos permitan llevar a cabo actuaciones como una mejor planificación de viajes espaciales, reducir el impacto de la actividad solar sobre nuestra tecnología e incluso conocer cómo afectará la actividad de esta estrella al clima de la Tierra.

El recuento de “los lunares del Sol” es un ejemplo más que pone de manifiesto la importancia de la ciencia básica pues, como señala Carrasco, hace unos 400 años que estos observadores comenzaron a estudiar las manchas solares guiados sencillamente por la curiosidad de descubrir qué eran aquellos “puntos negros”. Si no lo hubiesen hecho, quizás hoy no sabríamos que se encuentran en el Sol porque no es un cuerpo perfecto e inmaculado, que aumentan y disminuyen en número durante ciclos de aproximadamente 11 años, que son origen de las tormentas solares que pueden afectar actualmente a la tecnología o que la propia actividad solar es la responsable de los fenómenos tan espectaculares como son las auroras.

Referencia: Carrasco, V.M.S, Gallego, M.C., y Vaquero, J.M. (2020). Number of sunspot groups from the Galileo-Scheiner controversy revisited. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 496(2), 2482-2492. https://doi.org/10.1093/mnras/staa1633