Investigadores del IAC y la ULL logran la medición más precisa de una capa clave del interior del Sol

Investigadores del Centro para la Astrofísica Harvard & Smithsonian y de la Universidad de La Laguna y el IAC han logrado la medición más precisa hasta la fecha de la tacoclina, una capa clave del interior del Sol, en un estudio pionero que mejorará la comprensión de la estructura interna solar.

El estudio se basa en el análisis de más de 25 años de observaciones heliosismológicas continuas, lo que ha permitido explorar con gran detalle las capas profundas del interior solar, según ha informado este lunes el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en una nota.

Para ello, el equipo analizó datos de varios instrumentos terrestres y espaciales, aplicando técnicas numéricas avanzadas que han permitido mejorar la resolución de los resultados y caracterizar con gran precisión una región clave del interior del Sol.

Estos avances contribuyen a profundizar en el conocimiento de los procesos que gobiernan el magnetismo solar y, en última instancia, la meteorología espacial que puede afectar a la Tierra.

Equipo investigador

El equipo ha estado integrado por los investigadores 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.

El trabajo, publicado en The Astrophysical Journal, destaca por el uso de series temporales heliosismológicas excepcionalmente largas, que superan los 25 años de observaciones continuas, para analizar las capas más profundas del Sol.

Tacoclina solar

El estudio se centra específicamente en la tacoclina solar, una capa delgada situada a unos 200.000 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.

El investigador Antonio Eff-Darwich apunta que aún le 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 el conocimiento de la meteorología espacial, es decir, el seguimiento del impacto de la actividad magnética del Sol sobre la Tierra, añade.

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 la infraestructura tecnológica terrestre.

Resultados

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 la dinámica interna del Sol "y mejorar nuestra capacidad de entender y, por tanto, anticipar los efectos de la actividad solar sobre la Tierra".

Según Korzennik, esta nueva medición "desconcertará aún más a los teóricos y modelizadores cuando intenten explicar por qué la tacoclina es como es".