La edad del Sol depende del momento en que se observa

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por un investigador de la Universidad de Ginebra (UNIGE), ha demostrado que la actividad magnética del Sol influye significativamente en su caracterización sísmica, contrariamente a las predicciones de la literatura científica. De estos datos dependen aspectos importantes como su tamaño, edad o composición química.

Estos resultados abren la puerta a investigaciones más profundas para comprender mejor la naturaleza de la actividad magnética y su impacto en las oscilaciones estelares. El estudio se puede leer en el diario Astronomy & Astrophysics.

La astrosismología, o heliosismología cuando se trata del Sol, es una rama de la astronomía que se centra en el estudio de las oscilaciones de las estrellas.

"Para entenderlo, hay que imaginar una estrella como una gran bola de gas en constante movimiento. Dentro de esa estrella, hay olas o pulsaciones que la hacen vibrar, un poco como el sonido que resuena dentro de 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 de manera regular. Gracias a instrumentos muy precisos, podemos detectar estos cambios de luminosidad desde la Tierra o desde el espacio", continúa el investigador.

Al observar 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 la etapa en su ciclo de vida estelar. Una comprensión precisa de las características de las estrellas es fundamental, entre otras cosas, para determinar las propiedades de los planetas que las rodean o para trazar la historia de la Vía Láctea.

A pesar de los grandes éxitos durante las últimas décadas, la astrosismología también ha evidenciado que existen diferencias significativas entre las observaciones y las predicciones de los modelos teóricos sobre el funcionamiento interno de las estrellas. A lo largo de los años, se han desarrollado diversos métodos para reducir estas discrepancias, con más o menos éxito. Sin embargo, ninguno de los métodos actuales tiene en cuenta la actividad magnética de las estrellas, pues su impacto en los resultados ha sido considerado como insignificante.

El equipo internacional liderado por Jérôme Bétrisey acaba de demostrar lo contrario. Han establecido que la edad del Sol, determinada por la heliosismología, varía significativamente en función del nivel de actividad del ciclo solar. Para tener una referencia, se estima que el Sol tiene aproximadamente 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 relación con la edad del Sol, no son despreciables en los niveles de precisión que alcanzarán las futuras misiones espaciales.

Para entender mejor el impacto de la actividad magnética sobre el Sol, los científicos analizaron 26,5 años de datos solares, cubriendo dos ciclos completos de actividad. Dividieron estos datos en aproximadamente 90 pequeñas series de un año, con intervalos de tres meses entre ellas. Para cada una de estas series se realizó un análisis sísmico, lo que permitió medir la evolución de propiedades fundamentales del Sol como su masa, radio y edad a lo largo del tiempo.

Dos conjuntos de datos independientes se utilizaron para verificar la solidez de los resultados. Uno provenía de la red de telescopios terrestres de la Universidad de Birmingham BiSON (Birmingham Solar Oscillations Network), 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 heliosismología estaba correlacionada con el nivel de actividad del ciclo solar. Se midieron variaciones de aproximadamente un 6 % en promedio entre los periodos de mínimo y máximo solares, lo cual es muy significativo en comparación con la precisión que se espera para futuras misiones espaciales que analizarán otras estrellas similares. Por ejemplo, la misión PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) apunta a 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 notable para el ciclo más activo de los dos estudiados. Este resultado es lógico y esperado desde una perspectiva física. "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 va a detectar PLATO", añade Jérôme Bétrisey.

Los resultados de este estudio revelan que la actividad magnética de las estrellas plantea un desafío importante para las futuras misiones espaciales como PLATO, especialmente en lo que respecta a la caracterización de las estrellas más activas. "Sin embargo, este descubrimiento también abre muchas perspectivas de investigación emocionantes", concluye Jérôme Bétrisey.

La actividad magnética de las estrellas influye significativamente 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 las futuras misiones espaciales, esto implica que será necesario desarrollar métodos más sofisticados para tener en cuenta este impacto magnético.

Los desafíos planteados por la actividad magnética también impulsarán a los investigadores a explorar más a fondo este fenómeno. Esto podría conducir a una mejor comprensión de la física estelar, particularmente en relación con la forma en que los campos magnéticos interactúan con las oscilaciones internas de las estrellas. Estas investigaciones también podrían mejorar nuestra comprensión de los ciclos de actividad de las estrellas, similares a los ciclos solares.

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