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Próximo eclipse solar total en los EE. UU.
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¿Por qué estudiamos los eclipses solares?

Special filters enable scientists to measure different temperatures in the corona during total solar eclipses
¿Por qué estudiamos los eclipses solares?

 

Lo que el eclipse de 2024 puede enseñarnos 

Los eclipses no solo son increíbles de observar (¡utilizando técnicas de visualización seguras, por supuesto!), sino que también han desempeñado un papel importante para ayudarnos a comprender el cosmos. Fue un eclipse que reveló la capa radiante del Sol, llamada corona, que normalmente es demasiado tenue para ser visible frente al brillo cegador del Sol. Un eclipse permitió descubrir un nuevo elemento químico en el interior del Sol, llamado helio en honor a Helios, el dios griego del Sol, e incluso un eclipse aportó algunas de las primeras pruebas de algunas ideas descabelladas sobre el tiempo y el espacio, como la teoría de la relatividad general, ideada por Albert Einstein.

Aunque los seres humanos llevan milenios observando atentamente los eclipses, seguimos aprendiendo cosas nuevas de ellos. Estos son algunos de los proyectos científicos que tendrán lugar durante el eclipse del 8 de abril de 2024. Estos experimentos, planificados desde hace años, dispondrán de apenas unos minutos de oscuridad para recopilar sus datos, mientras intentan responder a estas grandes preguntas sobre nuestro sistema solar.  

Mancha solar (en luz visible) con campos magnéticos en espiral (en luz ultravioleta).
Mancha solar (en luz visible) con campos magnéticos en espiral (en luz ultravioleta).
Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/SDO.

 

¿Por qué el Sol tiene manchas? 

Como un jaguar, el Sol tiene manchas: manchas oscuras más frías que el resto de la superficie de la estrella que aparecen y desaparecen cada cierto tiempo. Aunque Galileo observó por primera vez con un telescopio estas manchas solares hace más de 400 años, nadie sabe hoy cuándo y dónde se forman. Eso es un problema porque las manchas solares se relacionan con llamaradas gigantes del Sol que nos toman desprevenidos, causando daños a satélites y otros equipos. Este fenómeno se llama meteorología espacial.

"La meteorología espacial es difícil de predecir, mucho más que la meteorología cotidiana", afirma el astrónomo Thangasamy Velusamy. Según él, si queremos entender las manchas solares, primero tenemos que comprender los campos magnéticos del Sol, que forman las manchas solares. Las naves espaciales han medido estos campos lejos (a millones de kilómetros) del Sol, pero nadie sabe qué sucede más cerca (a decenas de miles de kilómetros), donde se forman las manchas solares, y hace demasiado calor para enviar una sonda allí.

Es por eso que el equipo de Velusamy monitoreará las ondas de radio creadas por los campos magnéticos, utilizando una antena que una vez se empleó para comunicarse con sondas del espacio profundo. Dado que las ondas de radio son más largas que la luz visible, no suelen revelar muchos detalles sobre el Sol. Pero el eclipse aclarará la señal. Al medir cuánto disminuyen las transmisiones de radio del Sol cuando la Luna las bloquea, los científicos podrán calcular la fuerza de los campos magnéticos responsables de esas ondas de radio.

El Sol con planetas yuxtapuestos para comparar tamaños.
El Sol con planetas yuxtapuestos para comparar tamaños.
Credit: NASA

 

¿Qué tan grande es el Sol? 

Cuando el famoso filósofo antiguo Anaxágoras calculó el tamaño del Sol, se equivocó mucho. Pensó que era un poco más grande que una isla griega, tal vez de unos cientos de kilómetros de diámetro. 

Hoy, nuestras estimaciones son mucho mejores, pero aún no está todo dicho. Los astrónomos que intentan calcular cuándo y dónde será visible un eclipse en distintos lugares de la Tierra afirman que el diámetro del Sol, aproximadamente 930 millones de millas, es la parte más incierta de sus cálculos. Un grupo de científicos sostiene que la estimación habitual se aleja unos cientos de kilómetros.

Esperan demostrar su punto de vista durante el eclipse de este año, gracias a las mediciones precisas de la Luna que se han realizado en las últimas décadas. Los láseres que rebotan en la Luna han medido su distancia de la Tierra con una precisión de un metro. Las observaciones satelitales han trazado las alturas de las montañas de la Luna con una precisión de 10 metros. Al introducir estas observaciones en modelos informáticos, los calibradores solares pueden predecir en qué puntos se intensificará la luz a través de las montañas y los valles en el borde lunar. Mediante la comparación de estas predicciones con las observaciones reales del eclipse realizadas con telescopios, esperan determinar el tamaño del Sol con una precisión sin precedentes. 

"La ciencia es como los Juegos Olímpicos", afirma Dan McGlaun, un astrónomo aficionado que trabaja con el grupo. "Del mismo modo que muchos de los que ganaron medallas de oro hace años ni siquiera se clasificarían hoy, nuestros avances tecnológicos nos permiten hacer mediciones que antes eran imposibles".

Primer plano de la superficie del Sol.
Primer plano de la superficie del Sol.
Credit: NSO/AURA/NSF

 

¿Qué forma tiene el Sol? 

Es posible que te sorprenda saber que el Sol no es una esfera perfecta. No solo se abulta en el medio a medida que gira, sino que su superficie también presenta ondulaciones, como las olas de un océano, creadas por corrientes y flujos de gases densos en las profundidades de la estrella.

Conocer la forma exacta del Sol podría ser útil para probar teorías poco frecuentes sobre la gravedad, por lo que la NASA dedicó más de una década a observarlo mediante un telescopio instalado en un satélite. Ahora un nuevo proyecto llamado SunSketcher espera mejorar este trabajo utilizando teléfonos inteligentes normales, como el que puedes llevar en el bolsillo. 

"Puede sonar extraño, pero creemos que podemos lograr mejores resultados con teléfonos", afirma el físico Gordon Emslie. "La NASA solo tenía un satélite, y nosotros esperamos contar con millones de teléfonos celulares". SunSketcher solicita la ayuda de voluntarios para que apunten sus teléfonos hacia el eclipse de abril y capturen algunas imágenes. Estas imágenes se introducirán en una aplicación, puesta a prueba durante el eclipse parcial del año pasado, que buscará manchas de luz. Estas manchas, llamadas perlas de Baily, aparecen cuando el borde de la Luna pasa por delante del borde del Sol. Los teléfonos inteligentes son lo suficientemente buenos para detectar estas “perlas”, por lo que al comparar qué teléfonos las ven en distintos lugares a lo largo de la trayectoria del eclipse, el proyecto espera medir la forma del Sol con una precisión de metros.  

Si deseas tomar y compartir tus propias fotos, visita https://sunsketcher.org/. No te preocupes si no vas a estar en el centro de la trayectoria del eclipse; el proyecto busca sobre todo participantes que tomen fotos desde muchos ángulos distintos.

La corona del Sol vista durante un eclipse.
La corona del Sol vista durante un eclipse.
Credit: NASA/Aubrey Gemignani

 

¿Por qué la corona solar es tan caliente? 

Si dibujas el Sol con rayos que sobresalen en todas las direcciones, entonces vas por buen camino. El Sol luce una capa radiante, llamada corona; sus rayos contienen gases mil veces más calientes que la superficie del Sol.

 El motivo de que la corona sea mucho más caliente que el Sol es un misterio. Resolverlo ha resultado difícil porque la corona suele ser difícil de ver y, por lo tanto, de estudiar. Los astrónomos han ideado trucos ingeniosos para observar la corona: por ejemplo, colocando discos delante de los telescopios para bloquear la mayor parte de la luz proveniente del Sol. 

Pero dichos discos tienen sus limitaciones. Los telescopios terrestres tienden a captar un cielo demasiado brillante. En cambio, los telescopios espaciales tienen problemas para evitar que la luz parásita se filtre por los bordes.

El mejor momento para estudiar la corona, como cualquier astrónomo sabe, es durante un eclipse. El eclipse ofrece una oportunidad única para obtener imágenes de la corona, empezando por el Sol y extendiéndose hasta el espacio", afirma la investigadora solar Shadia Habbal. "No hay nada más en este momento que te permita hacer eso". 

La científica lleva décadas examinando los distintos elementos químicos de la corona durante los eclipses, con instrumentos situados en tierra y sobre cometas. Este año, está utilizando una antena parabólica en un avión de la NASA para buscar hierro en la corona que emite un tono verdoso; este metal debería ayudarla a determinar mejor las fluctuaciones de temperatura de la corona.

La ionosfera, una capa con carga eléctrica de la atmósfera, brilla en verde.
La ionosfera, una capa con carga eléctrica de la atmósfera, brilla en verde.
Credit: Earth Science and Remote Sensing Unit, NASA JSC

 

¿Cómo cambia el cielo por la noche? 

Todo el mundo sabe que el cielo es diferente por la noche que de día. Es más oscuro, obviamente, y más frío. Pero un próximo proyecto espera detectar un cambio más sutil. Durante este cambio, que tiene lugar cada puesta de sol, las capas superiores de la atmósfera, con carga negativa, se vuelven más positivas en la oscuridad. 

Los científicos han creado modelos informáticos de las reacciones químicas subyacentes a la transición, que pueden alterar las tecnologías GPS y de radar en la Tierra. Sin embargo, probar esos modelos ha resultado difícil, en parte porque los cambios se producen gradualmente. "El eclipse nos permitirá ver qué sucede cuando las cosas cambian rápidamente del día a la noche", afirmó el científico espacial Bharat Kunduri. "Este fenómeno natural es el experimento perfecto para investigar esto". 

Para medir la atmósfera durante el eclipse, su equipo ha instalado equipos en un avión de la NASA que perseguirá el eclipse para recopilar la mayor cantidad de datos posible. Aquí, en la superficie terrestre, el Sol desaparecerá únicamente durante unos cuatro minutos. Pero para el avión que persigue el eclipse, la oscuridad durará hasta siete u ocho minutos. Los científicos compararán sus datos con modelos informáticos y con observaciones recopiladas por antenas de radar situadas a lo largo de la sombra del eclipse en la superficie terrestre.