Nuevas ideas sobre la variabilidad del brillo solar

La variabilidad de la Irradiancia Solar es el cambio en la cantidad de luz solar que llega a la Tierra. Esta variabilidad puede afectar nuestro clima y es importante para entender el brillo de otras estrellas que son similares al Sol. Los científicos normalmente estudian la irradiancia solar desde la perspectiva de la Tierra, pero nuevas misiones espaciales están proporcionando una visión más amplia desde fuera de esta línea de visión.

Este artículo discute un método para combinar observaciones del campo magnético del Sol y su brillo tomadas desde dos naves espaciales diferentes: el Solar Orbiter y el Solar Dynamics Observatory. Al comparar los datos de ambas naves, los investigadores pueden obtener una imagen más clara de cómo cambia el brillo del Sol con el tiempo.

#Observaciones e Instrumentos

#Solar Orbiter y Solar Dynamics Observatory

El Solar Orbiter es una nave espacial que orbita el Sol, lanzada en febrero de 2020. Toma medidas desde fuera de la vista usual de la Tierra. Uno de sus instrumentos, el Imager Polarimétrico y Helioseismológico (SO/PHI), observa el campo magnético y el brillo del Sol.

El Solar Dynamics Observatory (SDO) es otra nave espacial que estudia el Sol desde la órbita de la Tierra. Registra imágenes de alta resolución y ayuda a los científicos a seguir la actividad solar y sus efectos en la Tierra.

#Importancia de Observar desde Diferentes Perspectivas

Entender la variabilidad de la irradiancia solar desde múltiples perspectivas ayuda a los investigadores a comparar el Sol con otras estrellas. Muchas estrellas tienen diferentes ángulos de rotación, lo que puede influir en su brillo. Al combinar observaciones desde diferentes ángulos, los científicos pueden crear una comprensión más completa de cómo ocurren estos cambios.

#Metodología

#Combinando Datos de Ambos Satélites

Para estudiar la variabilidad de la irradiancia solar de manera efectiva, los científicos utilizaron datos de ambos, el Solar Orbiter y el Solar Dynamics Observatory. Este nuevo enfoque les permite ver cómo se ve el Sol tanto desde fuera de la línea Tierra-Sol como desde la perspectiva de la Tierra.

Usando modelos avanzados, los investigadores ingresan imágenes de ambas naves en un modelo que estima la irradiancia solar total (TSI) basada en las observaciones realizadas por los dos instrumentos.

#Recopilación de Datos

El período de recopilación de datos consistió en días específicos en los que ambas naves estaban tomando imágenes del Sol. El Solar Orbiter proporcionó una serie de imágenes cada dos horas, mientras que el Solar Dynamics Observatory estaba trabajando a un ritmo diferente, pero aún así ofreció datos concurrentes valiosos.

Los investigadores se aseguraron de que los datos fueran compatibles ajustando las diferencias de tiempo y otras variables que podrían afectar las lecturas.

#Actividad Solar

#¿Qué Impulsa la Variabilidad de la Irradiancia Solar?

La actividad del Sol se impulsa en gran parte por fuerzas magnéticas en su superficie. Esta actividad magnética crea manchas solares oscuras y regiones brillantes llamadas Faculas que, juntas, influyen en la cantidad de luz solar emitida por el Sol.

A medida que el Sol rota, los cambios en estas características magnéticas pueden causar fluctuaciones en el brillo solar. El equilibrio entre las faculas brillantes y las manchas solares oscuras determina la irradiancia solar total en un momento dado.

#Observando Manchas Solares y Faculas

Las manchas solares son puntos oscuros en la superficie del Sol que se forman debido a la actividad magnética. Aparecen más frías que las áreas circundantes. Las faculas, por otro lado, son regiones brillantes causadas por campos magnéticos concentrados. A menudo se encuentran cerca de manchas solares.

Al examinar tanto las faculas como las manchas solares, los investigadores pueden rastrear cómo varía el brillo del Sol con el tiempo. Los patrones de estas características cambian a medida que el sol rota y a medida que evolucionan diferentes campos magnéticos.

#El Modelo SATIRE-S

#Visión General del Modelo

El modelo SATIRE-S es una herramienta que ayuda a los científicos a calcular cambios en la irradiancia solar basándose en las características observadas del Sol. Utiliza imágenes del Solar Dynamics Observatory y del Solar Orbiter para estimar cuánta energía emite el Sol.

El modelo tiene en cuenta las formas y tamaños de las manchas solares y faculas, así como sus niveles de brillo en relación con las áreas circundantes.

#Cómo Funciona el Modelo

El modelo SATIRE-S analiza el disco solar completo creando un mapa de dónde se encuentran las manchas solares y faculas. Luego calcula la contribución de estas características al brillo total desde cada perspectiva.

Los resultados del modelo muestran cómo varía la irradiancia solar según las características observadas y cómo se perciben desde diferentes ángulos.

#Resultados

#Variabilidad Total de la Irradiancia Solar

Al aplicar el modelo SATIRE-S a imágenes del Solar Orbiter y del Solar Dynamics Observatory, los investigadores lograron reconstruir la variabilidad de la irradiancia solar total. Esto les permitió ver diferencias en cómo se ve el Sol desde ambas ubicaciones.

Los resultados mostraron una buena coincidencia con las mediciones existentes de TSI, confirmando la fiabilidad del modelo y las observaciones.

#Comparación de Observaciones

Los investigadores también compararon las observaciones de las dos naves durante períodos específicos. Esta comparación resaltó cómo el brillo del Sol puede parecer diferente según la ubicación del observador.

Analizando las regiones activas del Sol que fueron imágenes por ambas naves, los investigadores pudieron identificar qué tan consistente era el mapeo de estas características entre los dos ángulos de observación.

#Regiones Activas del Sol

#Identificando Regiones Activas

Durante el estudio, los investigadores se centraron en cinco regiones activas que fueron observadas tanto por el Solar Orbiter como por el Solar Dynamics Observatory. Estas áreas son cruciales ya que contienen actividad solar significativa y contribuyen notablemente a los cambios en el brillo.

#Contribuciones a la Irradiancia Solar

Para cada región activa, los científicos examinaron las contribuciones de tanto faculas brillantes como manchas solares oscuras a la irradiancia solar total. Esto les ayudó a entender cómo las características solares afectan el brillo y cómo esto difiere desde varios puntos de vista.

Los hallazgos subrayan la importancia de estas regiones activas en impulsar la actividad solar y su influencia en el clima de la Tierra.

#Conclusión

En resumen, este estudio ilustra la importancia de combinar datos de múltiples naves espaciales para obtener una comprensión más clara de la variabilidad de la irradiancia solar. Al examinar el Sol desde diferentes perspectivas, los científicos pueden crear una visión más matizada de la actividad solar, lo que finalmente ayuda a entender sus efectos en la Tierra y otras estrellas.

Las observaciones en curso del Solar Orbiter proporcionarán aún más datos para futuras investigaciones, permitiendo obtener una comprensión más profunda del comportamiento solar y sus implicaciones más amplias. Se alienta a los investigadores a seguir refinando sus métodos y modelos para mejorar la precisión y ampliar nuestro conocimiento sobre nuestra estrella y su impacto en el universo.

Los estudios futuros probablemente construirán sobre estas observaciones, con el objetivo de vincular la actividad solar con el cambio climático y el comportamiento de otras estrellas a través de datos y modelos observacionales mejorados.