Mínimo de Maunder

¿Fue el funk solar del siglo XVII una rareza?

Por Robert Sanders

BERKELEY ? Un misterioso funk solar del siglo XVII que algunos han relacionado con la Pequeña Edad de Hielo de Europa y con el cambio climático global, se convierte en un enigma aún mayor como resultado de las nuevas observaciones de los astrónomos de la Universidad de California, Berkeley.

Durante 70 años, desde 1645 hasta 1714, los primeros astrónomos informaron de una actividad de manchas solares casi nula. Según algunas estimaciones, el número de manchas solares -zonas más frías del Sol que aparecen oscuras frente a su entorno más brillante- se multiplicó por mil. Aunque la actividad del Sol fluye hoy en día en un ciclo de 11 años, no ha estado tan tranquilo desde entonces.

Desde 1976, cuando se señaló que este largo período de baja actividad de manchas solares, el llamado mínimo de Maunder, coincidió con la parte más fría de la Pequeña Edad de Hielo en Europa y América del Norte, los astrónomos han estado buscando estrellas cercanas similares al Sol para encontrar ejemplos de mínimos estelares. Esperaban determinar la frecuencia de estos mínimos y predecir el próximo mínimo solar, y tal vez el próximo período de enfriamiento global.

Ahora, los datos de un grupo de astrónomos de la UC Berkeley ponen en duda los cientos de estrellas que se creían ejemplos de mínimos estelares análogos al período de calma que el sol experimentó hace 300 años.

En un póster que se presentará el lunes 31 de mayo en la reunión de Denver de la Sociedad Astronómica Americana, el estudiante graduado de la UC Berkeley Jason Wright muestra que casi todas las estrellas supuestamente similares al sol que muestran una actividad mínima son, de hecho, mucho más brillantes y significativamente diferentes del sol y, por tanto, no son ejemplos de mínimos de Maunder. Los hallazgos ponen en tela de juicio todos los estudios que utilizan estas estrellas para hacer inferencias sobre la propia actividad del sol y futuros mínimos, dijo Wright.

«Los estudios estelares suelen encontrar que entre el 10 y el 15 por ciento de todas las estrellas similares al sol están en un estado inactivo como el mínimo de Maunder, lo que indicaría que el sol pasa alrededor del 10 por ciento de su tiempo en este estado», dijo Wright. «Pero nuestro estudio muestra que la gran mayoría de las estrellas identificadas como mínimo de Maunder están muy por encima de la secuencia principal, lo que significa que no son en absoluto similares al sol, sino que son estrellas evolucionadas o ricas en metales como el hierro y el níquel. Hasta la fecha, no hemos encontrado ninguna estrella que sea inequívocamente una estrella mínima de Maunder».

«Pensábamos que sabíamos cómo detectar las estrellas mínimas de Maunder, pero no es así», dijo.

La secuencia principal es una región en la que se agrupan las estrellas normales de combustión constante cuando se trazan en un gráfico de color frente a brillo. Sin embargo, a medida que las estrellas envejecen, se vuelven más rojas y brillantes, convirtiéndose en lo que se denomina estrellas subgigantes, y salen de la secuencia principal. El Sol ha estado en la secuencia principal durante unos 5.000 millones de años, desde que se asentó después de encender la fusión de hidrógeno en su núcleo, y permanecerá allí durante otros 5.000 millones de años hasta que empiece a hincharse y se convierta en una subgigante.

«El hecho es que todavía no entendemos lo que ocurre en nuestro Sol, cómo los campos magnéticos generan el ciclo solar de 11 años, o qué causó el mínimo magnético de Maunder», dijo el asesor de Wright, Geoffrey Marcy, profesor de astronomía en la UC Berkeley. «En particular, no sabemos con qué frecuencia una estrella similar al sol cae en un mínimo de Maunder, ni cuándo se producirá el próximo mínimo. Podría ser mañana».

El descenso de la actividad solar a finales del siglo XVII y principios del XVIII fue señalado al mundo en 1893 por el astrónomo inglés Edward Walter Maunder, quien también observó un descenso durante el
mismo periodo en la intensidad y frecuencia de las auroras boreales, que son causadas por tormentas en el sol. De nuevo, en 1976, el astrónomo John Eddy revisó varias pruebas del mínimo de Maunder y concluyó no sólo que era real, sino que citó un artículo de 1961 que relacionaba el mínimo con un período contemporáneo de enfriamiento en toda Europa, quizá debido a la disminución de la producción de energía del sol. El sol, y las estrellas como el sol, son más débiles cuando están inactivos.

La idea de un mínimo de Maunder es controvertida, sin embargo, porque nadie sabe realmente cómo se observaba el sol a mediados del siglo XVI, apenas 40 años después de la invención del telescopio. No existe ningún registro de la actividad solar antes del mínimo de Maunder, aunque un aumento de la actividad señaló su final en 1714.

La incertidumbre también rodea la causa de la Pequeña Edad de Hielo, que comenzó alrededor de 1300 d.C. y duró varios cientos de años. Caracterizada por inviernos más fríos de lo normal y veranos frescos en todo el hemisferio norte, puede haber sido causada por los gases de efecto invernadero y las partículas arrojadas a la atmósfera por los volcanes, o por las fluctuaciones en la producción del sol.

Sin embargo, muchos expertos en clima toman en serio el mínimo de Maunder, y los astrónomos han reunido una larga lista de estrellas que supuestamente muestran el mismo descenso en la actividad, como lo demuestra la disminución de la emisión del elemento calcio en la atmósfera de la estrella. La actividad solar se caracteriza por fuertes campos magnéticos que calientan la atmósfera superior del sol, o cromosfera, a unos 8.000 a 10.000 grados Kelvin, excitando el calcio para que emita luz azul.

La cuestión, dijo Wright, es si la causa de la disminución de la emisión de calcio es un mínimo de Maunder estelar o algo más, como la edad -las estrellas giran más lentamente a medida que envejecen, pierden su dinamo magnética y ya no producen campos o manchas magnéticas- o el alto contenido de metal. «Ahora hemos descubierto que no se trata de mínimos de Maunder», dijo.

«Lo que los astrónomos han supuesto es que las estrellas similares al sol que atraviesan un funk estelar son en realidad estrellas muy, muy viejas cuyos campos magnéticos se han apagado para siempre. No están en un
mínimo temporal, sino en uno permanente. Están muertas», dijo Marcy. «El sol estará en ese estado dentro de 4.000 millones de años más o menos».

«Esto implica que si otras estrellas experimentan mínimos de Maunder propios, entonces o bien se trata de un suceso raro casi no detectado en las encuestas de actividad o bien no está necesariamente indicado por los bajos niveles de emisión de calcio…», escribió Wright. Por lo tanto, añadió, se necesita algún otro criterio para discernir esas estrellas en un descenso estelar.

El problema con las estrellas que se cree que están en un mínimo de Maunder pasó desapercibido porque no fue hasta 1998 que se lanzó el satélite Hipparcos y comenzó a determinar las distancias precisas a muchas estrellas cercanas. Entonces fue posible calcular el brillo absoluto de estas estrellas y situarlas con precisión en un gráfico de color y brillo, conocido como diagrama de Hertzsprung-Russell.

Wright decidió examinar sistemáticamente las estrellas en mínimo de Maunder después de que él y Marcy observaran que muchas estrellas cercanas aparentemente inactivas eran en realidad más brillantes que las estrellas de la secuencia principal. Recogieron los espectros de más de 1.000 estrellas cercanas para buscar evidencias de planetas.

En su análisis, Wright utilizó los datos de Hipparcos sobre la distancia para determinar el brillo absoluto de varios miles de estrellas cercanas estudiadas no sólo por el Programa de Búsqueda de Planetas de Marcy en California y Carnegie, sino también por otros proyectos, como el Proyecto H-K de Mount Wilson y el Proyecto Phoenix. Señaló que algunas de las estrellas previamente identificadas como mínimos de Maunder pueden ser estrellas ricas en metales, que también arden más que nuestro sol y muestran menos actividad. Se necesitan más análisis de las estrellas cercanas para caracterizar estas estrellas silenciosas.

Los hallazgos, que se han enviado a Astrophysical Journal, fueron el resultado de un trabajo apoyado por Sun Microsystems, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio y la Fundación Nacional de Ciencias.