Cuando miramos al Sol, no podemos ver más allá de su superficie exterior, la fotosfera, la que emite los fotones que constituyen la radiación que podemos observar. Entonces, ¿Cómo podemos observar lo que acontece en su interior? Imaginémonos una caja de metal. Si existiera una gran distancia entre ella y nosotros no podríamos saber si está llena o vacía. Sin embargo, si pudiésemos tocarla, el sonido que emitiese nos daría información acerca de su contenido, si es profunda, si está llena o si está hueca. El cerebro humano puede discernir entre uno u otro caso y proporcionarnos información acerca de la misma según el sonido que emita.
La Sismología funciona de manera similar: la forma en que las ondas viajan a través del interior de un cuerpo nos proporcionan información acerca de su estructura. La firma de las ondas sonoras que viajan a través de un determinado tipo de material es única y cambia en la misma manera en que lo hace el material. Es por ello por lo que resulta fácil saber si un sonido se desplaza a través del aire o del agua, por citar un ejemplo. La ciencia de la Sismología no está ligada a la Tierra, sino que ha viajado hasta las estrellas. Los métodos que utiliza para recoger información acerca de ellas es básicamente la misma que emplea aquí en la Tierra. El primer sonido en escucharse fue el canto del Sol, sobre todo porque está mas cerca de nosotros y resulta más fácil de observar. Así fue como nació la Heliosismología.
El instrumento musical más brillante
Nuestra estrella, al igual que las demás, es una esfera gaseosa incandescente. Podemos compara la forma en la que emite los sonidos a como suena el clarinete. Al soplar en la boquilla le hace vibrar, cambiando el aire y generando ondas sonoras que quedan atrapadas en el interior del instrumento. El Sol hace algo parecido. La turbulencia en sus capas exteriores produce alteraciones en el gas y genera sonidos, de manera similar a la boquilla del clarinete. Las ondas sonoras resultantes (se originan inmediatamente por debajo de su superficie visible, en una capa de unos 200 a 300 km de espesor, la cual es muy delgada en comparación con el radio del Sol de 700.000 km) permanecen en el interior de la estrella y resuenan como un instrumento musical.
¿Les parece sorprendente?. Las estrellas proporcionan cavidades naturales para las ondas sonoras, al igual que los instrumentos musicales. No podemos oír tales sonidos porque se encuentran en el espacio vacío y no existe nada que les permita llegar hasta nosotros. Sin embargo, como los materiales gaseosos de una estrella se comprimen y expanden conforme oscila la estrella, estas oscilaciones si pueden ser detectadas. Esta es la manifestación visible de las ondas de sonido conforme avanzan en el interior de la estrella y su estudio nos proporciona información sobre las capas que contiene.
La proximidad del Sol que se encuentra a solo 160 millones de km de distancia, significa que podemos detectar no solo las ondas que viajan a su través, sino también ondas mucho más localizadas de muy corta longitud de onda. Su análisis nos permite observar el movimiento del plasma en los primeros escasos miles de kilómetros por debajo de su superficie, y vemos como se levanta, baja y se ve alterado por el campo magnético del Sol.
Las manchas solares son una de las características mas conocidas del Sol, pero hasta ahora poco se sabe acerca de la actividad que existe debajo de ellas. Solo se conoce que las manchas solares son fenómenos magnéticos y son un indicador fiable de la actividad solar, que siguen el ciclo de once años durante los cuales aumentan y disminuyen su tamaño. Cuando el Sol está muy activo emite grandes cantidades de materia en forma de partículas cargadas eléctricamente que pueden ser peligrosas para las misiones espaciales, dañan las comunicaciones por satélites y producen cortes de energía. En un nivel más práctico, también producen las hermosas auroras en los polos de la Tierra.
Regresamos al Sol
Nuestra estrella gira sobre su eje cada 27 días, lo que significa que, parte de ella siempre estará oculta de los observadores de la Tierra. ver lo que sucede en la parte posterior del Sol y construir modelos para predecir la composición de las regiones que podemos ver es importante para nuestra comprensión de los efectos su actividad. La Sismología nos proporciona una herramienta para ello. Mediante una técnica de observación conocida como farside (lado opuesto) podemos determinar la posición de las manchas solares en la cara oculta del Sol. Irene González-Hernández científico del NOAO (National Optical Astronomical Observatory) manifestó durante su discurso en la 4ª International HELAS Conference celebrada en Lanzarote (Islas Canarias) que: la actividad en las regiones más alejadas del Sol se pueden observar mirando las ondas en las regiones más cercanas. Construimos un modelo acerca de la forma en que estas ondas se propagan desde la parte trasera a la parte delantera y las comparamos con las observaciones que estamos realizando. Cuando los datos obtenidos no concuerdan con el modelo, sabemos que las ondas pasan a través de una región que posee un fuerte campo magnético o manchas solares.
Gonzalez-Hernandez también manifestó que, los datos de la red de telescopios GONG (Global Oscillation Network Group) cuenta con siete estaciones en todo el mundo para observar continuamente el Sol incluso cuando llega la noche, y se utilizan con esta finalidad. La primera red de telescopios que actuaron como relevos fue allá por 1980 con la cadena BiSON de la Universidad de Birmingham. El primer instrumento BiSON todavía está en funcionamiento y fue construido en Tenerife en 1977.
Otro instrumento utilizado para la observación del lado opuesto es el satélite MDI (Michelson Doppler Imager) a bordo del SoHO (Solar and Heliospheric Observatory, la cual ha sido la misión con más éxito jamás realizada para estudiar el Solm y es resultado de la colaboración entre las agencias espaciales europeas y norteamericanas (ESA y NASA). El MDI pronto recibirá ayuda: la próxima semana la NASA lanzará el SDO (Solar Dynamics Observatory), portando el instrumento HMI (Helioseismic and Magnetic Imager).
Los avances mas significativos a realizar con el SDO a bordo del SoHO, o mejor dicho, las ventajas del HMI sobre el MDI fueron expuestas en Lanzarote por Richard Bogart de la Universidad de Standford: una resolución mayor, una cobertura más amplia para medir los campos magnéticos. Por vez primera, estamos observando todo el Sol continuamente lo que nos permitirá realizar un completo seguimiento de todos sus sistemas estructurales conforme se desarrollan: desde debajo de su superficie a través de los campos superficiales y las estructuras de su corona.
Desde sus comienzos hace 30 años, la Heliosismología ha estado escuchando la gran masa de resonancia que es el Sol. Las propiedades del Sol parecen no dejar de cambiar nunca conforme descubrimos más acerca de ellas. ¿Es típico en otras estrellas¿. En muchos aspectos parece que no, pero para saberlo con certeza tendremos que esperar a ver que nos dice la investigación en los próximos años.
Fuente: Instituto de Astrofísica de Canarias, via AlphaGalileo y Science Daily