Actividad solar

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La actividad solar  es un complejo de fenómenos y procesos asociados con la formación y descomposición de fuertes campos magnéticos en la atmósfera solar.

Historia del estudio de la actividad solar

El tipo de actividad solar ( SA ) más estudiado es el cambio en el número de manchas solares . Los primeros informes de manchas solares se remontan al año 800 a. mi. en China , los primeros dibujos datan de 1128 . En 1610, los astrónomos comenzaron a usar un telescopio para observar el Sol. La investigación inicial se centró en la naturaleza de las manchas y su comportamiento [1] . A pesar de que la naturaleza física de las manchas no estuvo clara hasta el siglo XX, las observaciones continuaron. En los siglos XV y XVI la investigación se ha visto obstaculizada por su pequeño número, que ahora se considera como un período prolongado de bajo SA llamado mínimo de Maunder . Para el siglo XIX, ya existía una serie de observaciones del número de manchas lo suficientemente larga como para determinar ciclos periódicos en la actividad del Sol. En 1845, los profesores D. Henry y S. Alexander la Universidad de Princeton observaron el Sol con un termómetro y determinaron que las manchas solares emiten menos energía que las áreas circundantes del Sol. Posteriormente se determinó una radiación superior a la media en las zonas de las denominadas plumas solares [2] .

La relación entre los cambios de SA y el clima de la Tierra se ha estudiado desde 1900. C. G. Abbot del Observatorio Smithsonian (SAO) estaba ocupado estudiando la actividad del Sol. Posteriormente, como titular de la CAO, estableció un observatorio solar en Calama ( Chile ) para complementar las observaciones que se estaban realizando en el Monte Wilson . El resultado de este trabajo fue la identificación de 27 períodos armónicos SA dentro del ciclo Hale (período de 22 años), incluyendo ciclos con período de 7, 13 y 39 meses. También rastreamos la relación de estos períodos con el clima comparando las tendencias solares con la temperatura y la precipitación en las ciudades. Con el advenimiento de la disciplina de la dendrocronología , comenzaron los intentos de establecer una conexión entre la tasa de crecimiento de los árboles y la SA actual y la interpretación posterior de períodos anteriores [3] . Los estudios estadísticos de la relación entre el tiempo y el clima y la SA han sido populares durante siglos, comenzando por lo menos desde 1801, cuando W. Herschel notó una relación entre el número de manchas solares y los precios del trigo [4] . Este enlace ahora se está estableciendo utilizando extensos conjuntos de datos de estaciones terrestres y satélites meteorológicos , utilizando modelos meteorológicos y observaciones de la actividad solar actual [5] .

Manchas solares

Las manchas solares  son áreas en la superficie del Sol que son más oscuras que la fotosfera que las rodea , ya que el fuerte campo magnético en ellas suprime la convección del plasma y reduce su temperatura en unos 2000 grados . La relación entre la luminosidad total del Sol y el número de manchas solares ha sido objeto de controversia desde las primeras observaciones del número y área de las manchas solares en el siglo XVII [6] [7] . Ahora se sabe que la relación existe: las manchas, por regla general, reducen la luminosidad del Sol en menos del 0,3% y al mismo tiempo aumentan la luminosidad en menos del 0,05% mediante la formación de antorchas y una rejilla brillante asociada con el campo magnético [8] . El efecto de las regiones magnéticamente activas sobre la luminosidad solar no se confirmó hasta las primeras observaciones satelitales en la década de 1980 [9] . Los observatorios orbitales Nimbus 7 , lanzados el 25 de octubre de 1978, y Solar Maximum , lanzados el 14 de febrero de 1980, determinaron que debido a las áreas brillantes alrededor de las manchas solares, el efecto general es aumentar el brillo del Sol junto con un aumento en la número de manchas solares. De acuerdo con los datos obtenidos del observatorio solar SOHO , el cambio en SA también corresponde a un ligero cambio, ~0.001%, en el diámetro del Sol [10] .

El número de manchas solares se caracteriza por el número de Wolf , también conocido como número de Zurich. Este índice utiliza el número combinado de manchas solares y el número de grupos de manchas solares, y también tiene en cuenta las diferencias en los instrumentos de observación. Utilizando las estadísticas del número de manchas solares observadas durante cientos de años y las relaciones observadas en las últimas décadas, se realizan estimaciones de la luminosidad del Sol para todo el período histórico. Además, los instrumentos terrestres se calibran en función de la comparación con observaciones a gran altura y observatorios espaciales, lo que hace posible refinar datos antiguos. Otros datos fiables, como la presencia y cantidad de radioisótopos que se originan a partir de la radiación cósmica (cosmogénicos), se utilizan para determinar la actividad magnética y, con alta probabilidad, para determinar la actividad solar.

Usando estos métodos, en 2003 se encontró que durante los últimos cinco ciclos de 11 años, el número de manchas solares en el Sol debería haber sido el máximo durante los últimos 1150 años [11] . El número de lobos de los últimos 11.400 años se determina mediante la datación dendrocronológica de las concentraciones de radiocarbono . Según estos estudios , el nivel de SA durante los últimos 70 años es excepcional - el último período con un nivel similar tuvo lugar hace 8000 años . El Sol tuvo un nivel similar de actividad de campo magnético durante solo ~10% del tiempo de los últimos 11.400 años , y casi todos los períodos anteriores fueron más cortos que el actual [12] .

Cambios en la actividad solar con datación aproximada:
Nombre del período comienzo Terminación
Mínimo de Oort (ver Período Cálido Medieval ) 1040 1080
Alto medieval (ver Período cálido medieval ) 1100 1250
Lobo mínimo 1280 1350
Sporer mínimo 1450 1550
Mínimo de Maunder 1645 1715
Mínimo de Dalton ( D. Dalton ) 1790 1820
alto moderno 1950 2004
Mínimo moderno 2004 (ahora)

Lista histórica de altos y bajos de SA [13] , años redondeados al comienzo de la década: 690 EC mi. , años más antes de Cristo. E.: 360 , 770 , 1390 , 2860 , 3340 , 3500 , 3630 , 3940 , 4230 , 4330 , 5260 , 5460 , 5620 , 5710 , 5990 , 6220 , 6400 , 7040 , 7310 , 7520 , 8220 , 9170 .

Ciclos solares

Los ciclos solares son cambios periódicos en la actividad solar. Se supone que hay una gran cantidad de ciclos con periodos de 11, 22, 87, 210, 2300 y 6000 años. Los ciclos principales de 11, 22 y 2300 años también se denominan ciclos de Schwabe, Hale y Hallstatt, respectivamente.

Número máximo de manchas solares en ciclos de 11 años
según medias mensuales suavizadas (1755 → 2008) [14]

Véase también

Notas

  1. ↑ Grandes Momentos en la Historia de la Física Solar (en) . Grandes Momentos en la Historia de la Física Solar . Fecha de acceso: 26 de febrero de 2010. Archivado desde el original el 21 de mayo de 2013.
  2. ↑ Arctowski H. Sobre las fáculas solares y las variaciones constantes solares  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : Revista  . - 1940. - Vol. 26 , núm. 6 _ - Pág. 406-411 . -doi : 10.1073/ pnas.26.6.406 . Acceso abierto
  3. ↑ H. C. Fritts, 1976, Tree Rings and Climate , London: Academic Press . 
  4. ↑ William Herschel (1738–1822) (enlace inaccesible) . Observatorio de Gran Altitud . Consultado el 27 de febrero de 2008. Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2009. 
  5. ↑ Camp CD, Tung K. La influencia del ciclo solar y QBO en el vórtice polar estratosférico de finales de invierno  //  EOS Trans. A.G.U.: diario. - 2006. - vol. 87 , núm. 52 . — P. Encuentro de otoño. Supl., Resumen #A11B-0862 . -doi : 10.1029/ 2006EO300005 . Archivado desde el original el 16 de mayo de 2011.
  6. ↑ Eddy JA Samuel P. Langley (1834-1906  )  // Revista de Historia de la Astronomía. - 1990. - vol. 21 . - P. 111-120 . Archivado desde el original el 10 de mayo de 2009.
  7. ↑ Foukal PV, Mack PE, Vernazza JE El efecto de las manchas solares y las fáculas en la constante solar  //  The Astrophysical Journal. - 1977. - vol. 215 . — Pág. 952 . -doi : 10.1086/ 155431 .
  8. ↑ Willson RC et al. Observaciones de la Variabilidad de la Irradiación Solar   // Ciencia . - 1981. - vol. 211 , edición. 4483 . - Pág. 700-702 . -doi : 10.1126 / ciencia.211.4483.700 .
  9. ↑ Willson RC , Hudson HS La luminosidad del Sol durante un ciclo solar completo   // Naturaleza . - 1991. - vol. 351 , núm. 6321 . - Pág. 42-44 . — ISSN 0028-0836 . -doi : 10.1038/ 351042a0 .
  10. ↑ Dziembowski WA, Goode PR, Schou J. ¿Se encoge el sol con el aumento de la actividad magnética? (Inglés)  // El diario astrofísico  : diario. - Ediciones IOP , 2001. - Vol. 553 . - Pág. 897-904 . -doi : 10.1086/ 320976 .
  11. ↑ Usoskin IG et al. Una reconstrucción del número de manchas solares a escala del milenio: evidencia de un sol inusualmente activo desde la década de 1940  // Cartas de revisión  física  : revista. - 2003. - vol. 91 . — Pág. 211101 . -doi : 10.1103 / PhysRevLett.91.211101 .
  12. ↑ Solanki SK et al. Actividad inusual del Sol durante las últimas décadas en comparación con los 11.000 años anteriores  //  Naturaleza: revista. - 2004. - vol. 431 . - P. 1084-1087 . -doi : 10.1038/ naturaleza02995 . Archivado desde el original el 27 de noviembre de 2009.
    Reconstrucción del número de manchas solares de 11.000 años . Directorio Maestro de Cambio Global . Consultado el 11 de marzo de 2005. Archivado desde el original el 24 de abril de 2012.
  13. ↑ Usoskin IG, Solanki SK, Kovaltsov GA Grandes mínimos y máximos de actividad solar: nuevas restricciones de observación  //  Astronomy & Astrophys. : diario. - 2007. - vol. 471 . - P. 301-309 . -doi : 10.1051/0004-6361 : 20077704 . Archivado desde el original el 10 de septiembre de 2008.
  14. ^ SIDC - Centro de análisis de datos de influencias solares . Consultado el 25 de abril de 2010. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2014.

Literatura

Enlaces

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Estructura Fotografía del Sol en la región ultravioleta del espectro, representada en "colores falsos". Obtenida por el Observatorio de Dinámica Solar.
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