Un equipo internacional de astrónomos, dirigido por un investigador de la Universidad de Ginebra (UNIGE), ha demostrado que la actividad magnética del Sol tiene una influencia significativa en su caracterización sísmica, contrariamente a lo previsto en estudios anteriores. Datos importantes como su tamaño, edad y composición química dependen de ella.
Estos resultados abren el camino a una investigación más profunda para comprender mejor la naturaleza de la actividad magnética y su impacto en las oscilaciones estelares. El estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics .
La astrosismología, o heliosismología en el caso del Sol, es una fascinante rama de la astronomía que estudia las oscilaciones de las estrellas.
«Para entenderlo, hay que imaginarse una estrella como una gran bola de gas en constante movimiento. En el interior de esta estrella hay ondas o pulsaciones que la hacen vibrar, como el sonido que resuena en un instrumento musical», explica Jérôme Bétrisey, investigador postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y primer autor del estudio.
«Estas vibraciones hacen que la superficie de la estrella se mueva ligeramente y cambie de luminosidad periódicamente. Gracias a unos instrumentos muy precisos, podemos detectar estas variaciones de luminosidad desde la Tierra o desde el espacio», continúa el investigador.
Escuchando la sinfonía de las estrellas
Observando estos cambios, los investigadores pueden aprender mucho sobre la estructura interna de la estrella y determinar características importantes como su tamaño, edad, composición química o etapa del ciclo de vida estelar . Una comprensión precisa de las características de las estrellas es esencial, entre otras cosas, para determinar las propiedades de los planetas que las rodean o para rastrear la historia de la Vía Láctea.
A pesar de algunos grandes éxitos en las últimas décadas, la astrosismología también ha demostrado que existen diferencias significativas entre las observaciones y las predicciones de los modelos teóricos del funcionamiento interno de las estrellas.
A lo largo de los años se han desarrollado diversos métodos para reducir estas discrepancias, con distintos grados de éxito. Sin embargo, ninguno de los métodos actuales tiene en cuenta la actividad magnética de las estrellas, ya que se supone que su impacto en los resultados es insignificante.
El equipo internacional dirigido por Bétrisey acaba de demostrar lo contrario: ha establecido que la edad del Sol, determinada por la heliosismología, varía significativamente en función del nivel de actividad del ciclo solar.
Para dar un orden de magnitud, el Sol tiene alrededor de 4.600 millones de años y se han observado variaciones de hasta 300 millones de años entre los mínimos solares. Aunque estas variaciones pueden parecer pequeñas en comparación con la edad del Sol, ya no son despreciables dado el nivel de precisión que se logrará con las futuras misiones espaciales .
La edad sísmica del sol se correlaciona con el ciclo de actividad solar
Para entender mejor el impacto de la actividad magnética en el Sol, los científicos analizaron 26,5 años de datos solares, que abarcan dos ciclos completos de actividad. Dividieron estos datos en unas 90 pequeñas series de un año, cada una con tres meses de diferencia. Para cada una de estas series, se realizó un análisis sísmico, lo que permitió medir la evolución de las propiedades fundamentales del Sol, como su masa, radio y edad a lo largo del tiempo.
Para comprobar la solidez de los resultados se utilizaron dos conjuntos de datos independientes: uno procedía de la red de telescopios terrestres BiSON (Birmingham Solar Oscillations Network) de la Universidad de Birmingham y el otro del instrumento GOLF (Global Oscillations at Low Frequencies) a bordo del satélite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), que orbita alrededor del Sol desde mediados de los años 1990.
Independientemente de la configuración probada, la edad del Sol determinada por la heliosismología se correlacionó con el nivel de actividad del ciclo solar. Se midieron variaciones de alrededor del 6% en promedio entre los períodos de mínimo y máximo solar, lo que es muy significativo en términos de la precisión buscada para futuras misiones espaciales que analizarán otros astros similares.
Por ejemplo, la misión PLATO (Tránsitos Planetarios y Oscilaciones de Estrellas) pretende alcanzar una precisión del 10% para la edad de una estrella como el Sol.
El estudio de los datos de GOLF y BiSON también mostró que el impacto del ciclo de actividad en la edad sísmica es más marcado para el más activo de los dos ciclos estudiados. Este resultado es lógico y esperado desde un punto de vista físico.
«Sin embargo, el Sol no es una estrella particularmente activa, lo que sugiere que el impacto de la actividad magnética podría ser muy significativo para estrellas más activas como las que detectará PLATO», añade Bétrisey.
Un futuro brillante para el estudio de la actividad magnética de las estrellas
Los resultados de este estudio muestran que la actividad magnética de las estrellas plantea un gran desafío para futuras misiones espaciales como PLATO, en particular en lo que se refiere a la caracterización de las estrellas más activas. «Sin embargo, este descubrimiento también abre muchas perspectivas de investigación apasionantes», concluye Bétrisey.
La actividad magnética de las estrellas tiene una influencia significativa en las oscilaciones estelares , lo que complica la determinación precisa de propiedades fundamentales como la masa, el radio y la edad de las estrellas. Para futuras misiones espaciales, esto significa que será necesario desarrollar métodos más sofisticados para tener en cuenta este impacto magnético.
Los desafíos que plantea la actividad magnética también animarán a los investigadores a explorar más este fenómeno. Esto podría conducir a una mejor comprensión de la física estelar, en particular en términos de cómo los campos magnéticos interactúan con las oscilaciones internas de las estrellas. Esta investigación también podría mejorar nuestra comprensión de los ciclos de actividad estelar, que son como los ciclos solares.
Más información: J. Bétrisey et al, Huella del ciclo de actividad magnética en la caracterización astrosísmica solar basada en 26 años de datos GOLF y BiSON, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451365
