Evaluación de la actividad solar

Javier Alonso Santiago

(Ponencia presentada en la XX Convención de Observadores de la Agrupación Astronómica de Sabadell, 7 - 8 Diciembre 2007)

Antes de nada, comentar que es un muy agradable que se presenten tres ponencias sobre el sol, justo cuando más apagada está nuestra estrella.

Para empezar, hay que decir que el trabajo del observador heliofísico no tiene por qué acabar cuando se termina de rellenar el parte diario a pie de telescopio. Hay muchas cosas que se pueden hacer con un ordenador. Deberíamos acostumbrarnos a estudiar y colocar en su sitio y momento las observaciones que realizamos.

Es importante conocer las técnicas de alisamiento y la bibliografía un poco más especializada para poder trabajar nosotros mismos con los datos oficiales al igual que lo hacen los profesionales (http://sidc.oma.be/). El objetivo final sería el descubrimiento de distintas relaciones entre la actividad solar y los parámetros que estudiemos: latitud de las manchas, áreas de los ciclos, días sin manchas, tiempos de subida y bajada de la actividad, asimetría hemisférica...etc. Es un objetivo fácil, que “sólamente” requiere paciencia e imaginación. Nuestra tarea consiste básicamente en un análisis estadístico de los datos que tenemos e ir probando posibles correlaciones.

Como ejemplo tenemos las leyes de Waldmeier descubiertas de esta manera y que actualmente son las que mejor rigen las previsiones sobre los ciclos venideros.

En esta ponencia queremos presentar el pequeño estudio que hemos realizado del número de días sin manchas y las medidas de posición de los grupos. Por último añadimos la colaboración con la red CV-HN.

 

DÍAS SIN MANCHAS

Queríamos probar la validez del número de días sin manchas como un índice válido para registrar la actividad solar.

Contamos los días al año en los que no hay ninguna mancha sobre el disco solar y lo representamos frente al tiempo. Hemos abarcado ocho ciclos (16-23), desde 1922 hasta octubre de este año 2007. Podemos observar claramente los ciclos, como si fuera la habitual gráfica del número de Wolf:

 

 

Al compararla con la estadística convencional vemos que no son gráficos coincidentes sino que están desfasados. Donde aquí aparecen los picos en Wolf son “valles” y viceversa. Esto es lógico ya que aquí, el máximo no es el máximo de actividad sino el número máximo de días sin manchas, o sea, el mínimo de actividad. Lo mismo sucede con el máximo del ciclo, que ahora aparece aquí como un valle, ya que cuando más actividad hay en el sol, más manchas habrá y siempre aparecerá el disco manchado, luego habrá cero días sin manchas.

De lo dicho anteriormente podemos deducir que el número de días sin manchas será útil para determinar la fecha del mínimo del ciclo, mediante los picos, bien definidos. No tanto lo será para los máximos, ya que hay varios años con el mismo valor de cero. Además no podríamos deducirlo simétricamente ya que los ciclos no son simétricos (tardan menos en alcanzar el máximo que en ir bajando de actividad).

En los dos últimos ciclos tenemos observaciones por hemisferios. Vemos que en el ciclo 22 ambos hemisferios llegaron a la vez al mínimo mientras que en este ciclo que termina, por dos veces se ha adelantado el hemisferios norte casi un año al sur. De hecho estos últimos años este hemisferio norte ha sufrido un mínimo muy severo, llegando el pasado año a los ¡276 días sin manchas!. Estas observaciones por hemisferios son muy importantes a la hora de entender los fenómenos magnéticos y los cambios de polaridad que gobiernan el sol.

Analizando el anterior gráfico vemos que el ciclo comienza en un pico. Desciende hasta haber varios  años con el sol siempre manchado para luego volver a haber días sin manchas hasta llegar a otro máximo terminando el ciclo. En la siguiente tabla hemos calculado con este índice de días sin manchas, para cada ciclo, su duración, la fecha del mínimo y los tiempos en los que desciende el número de manchas, se estanca en cero y comienza a subir de nuevo:

 

Ciclo
Fecha Mínimo
Duración ciclo
Bajada
W=0
Subida
16
1923,7
10,0
2,3
5,0
2,7
17
1933,7
10,7
2,3
6,0
2,4
18
1944,4
9,7
1,6
6,0
2,1
19
1954,1
10,5
1,9
6,0
2,6
20
1964,6
12,0
2,4
6,0
3,6
21
1976,6
9,9
1,4
6,0
2,5
22
1986,5
10,3
1,5
6,0
2,8
23
1996,8
11,0
1,2
6,0
3,8
Media
10,6
1,8
6,0
2,8

 

La fecha del mínimo ha coincidido muy bien con los datos oficiales. Según ciclos hay una dispersión de una o dos décimas, lo cual no es mucho teniendo en cuenta que los datos oficiales usan valores suavizados por lo que son más finos.

La duración también ha salido bastante bien. Hay autores que dan un valor de 10,7 para el ciclo undecenal (aunque también hay otros que dan valores de 11,0).

Por últlimo, vemos que en todos los ciclos, en su parte central hay unos seis años en los que siempre hay manchas en el sol. Vemos que la bajada y la subida del número de días sin manchas (o sea, el ascenso y descenso de actividad solar) no es simétrico como ya sabíamos, siendo más corto la primera parte del ciclo, dato que cuadra con los valores oficiales.

 

POSICIÓN DE LOS GRUPOS

Los grupos de manchas aparecen a una determinada latitud solar que mantienen prácticamente constante y día a día lo que va variando es su longitud, sobretodo por la rotación solar ya que el movimiento propio de las manchas lo consideraremos despreciable.

Hemos cogido desde 2005 hasta principios de 2007, 41 grupos para hacer este pequeño seguimiento. Hemos descartado todos aquellos grupos que no permanecieran sobre el disco al menos 5 días. Las medidas de posición son las que da el observatorio de Catania (http://web.ct.astro.it/sun/archivio/Archivio.htm).

-Latitud: sabemos que la latitud de un grupo permance constante durante la rotación solar aunque a lo largo del ciclo, los grupos se van moviendo hacia el ecuador: ley de Sporer o diagrama mariposa.

Nuestra muestra es pequeña y al representar la latitud de los grupos frente al tiempo (empezando el 1 ene 05), no se adivina la típica figura de “mariposa”. Lo que distinguimos más claramente es la abundancia de grupos en el hemisferio sur, como ya dijimos anteriormente. También apreciamos una baja latitud general de los grupos, por debajo de 20º y en su gran mayoría también por debajo de 10º, indicadora de una fase final de ciclo:

 

 

Tendríamos que aumentar el número de grupos a estudio para poder intentar llegar a relacionar la actividad solar del ciclo con la latitud media de las manchas.

-Longitud: nos fijamos en la longitud diaria promedio que recorren los grupos para medir la velocidad de rotación solar, que como sabemos es diferencial: 26,8 días en el ecuador y unos 30-31 días en los polos.

Nosostros hemos obtenido un valor de 13,1º/día que correspondería a una rotación de 27,4 días (con una latitud media de las manchas de 8º) lo que cuadraría bastante bien con la teoría. Sería bastante interesante ampliar estos cálculos con un mayor número de grupos y así poder hallar una ley general de la rotación diferencial.

LA RED CV-HN

Se presenta la colaboración con la red internacional CV-HN que pretende probar la validez de un nuevo índice de la actividad solar. La diferencia con el número de Wolf es que no tiene en cuenta el número de poros, solamente los tipos de grupos. Además para la tipología de los grupos emplea la clasificación de Mc Intosh. Este índice es más intuitivo ya que pondera los grupos en función de su actividad, no todos por igual como hace el número de Wolf.

Respecto a éste tiene la ventaja que minimiza los mínimos y maximiza los máximos, tendiendo a hacer los ciclos más “claros” y predecibles, o al menos es lo que intenta. Es una estadística independiente a la de Wolf, que viene bien probar ya que no tardamos nada en obtener los números CV a la vez que el W. Está claro que no debemos dejar de tomar el número de Wolf puesto que de momento es el que mejor se ajusta a la realidad y del que tenemos mayores registros.

Como se puede ver en la siguiente gráfica, solamente tenemos datos desde la bajada del ciclo 21 hasta hoy. No tenemos datos por hemisferios por lo que no podemos sacar mucha más información:

 

 

Fijándonos en el ciclo actual, vemos que el CV se ajusta bastante bien con el número de Wolf pero a diferencia de éste y coincidiendo con la actividad a simple vista que se comentó en la anterior ponencia, da una mayor actividad al segundo pico, igual que pasó en el ciclo pasado. Esto se debe a la presencia de grupos más complejos y extensos en el segundo pico frente a un mayor número de grupos menos importantes en el primero. La actividad será la que marque el número de Wolf pero está claro que una mayor aparición de grupos importantes será síntoma de un sol más activo.

Para más información, consultar la web de la red (http://www.cv-helios.net/) o el número de enero 03 de TA.