Ciencia

Misterio solar resuelto: la rotación del Sol se ha ralentizado con el tiempo: explica la composición de la superficie

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El estudio fue realizado por el astrofísico Dr. Patrick Eggenberger de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y sus colegas. El Dr. Eggenberger dijo: “El Sol es la estrella que mejor podemos caracterizar, por lo que constituye una prueba fundamental para nuestra comprensión de la física estelar. “Tenemos medidas de abundancia de sus elementos químicos, pero también de su estructura interna, como en el caso de la Tierra gracias a la sismología”.

Idealmente, todas estas medidas del mundo real coincidirían con las propiedades del Sol según lo predicho por los modelos que los físicos han creado para explicar la evolución de la estrella.

Estos modelos ayudan a los científicos a investigar cuestiones que van desde cómo el Sol quema hidrógeno en su núcleo hasta cómo se mueven los elementos químicos alrededor de la estrella.

Hasta principios de la década de 2000, el modelo solar estándar se mantuvo bastante bien, hasta que un equipo internacional publicó mediciones revisadas de las abundancias químicas en la superficie del Sol que chocaron con las predichas por el modelo.

Desde entonces, los nuevos valores de abundancia propuestos han sobrevivido a varias verificaciones, lo que sugiere que el problema debe residir en el propio modelo solar.

Finalmente se ha resuelto una discrepancia entre los modelos y las medidas del Sol (Imagen: Getty Images)

Una infografía sobre el Sol.

El Dr. Eggenberger dijo: «El Sol es la estrella que mejor podemos caracterizar» (Imagen: Express.co.uk)

El coautor del artículo y astrónomo Gaël Buldgen, también de UNIGE, dijo: «El modelo solar estándar que usamos hasta ahora considera nuestra estrella de una manera muy simplificada».

Esta simplificación excesiva, explicó, se aplica tanto a cómo se transportan los elementos químicos dentro de las capas más profundas del Sol, como a cómo gira el Sol y la naturaleza de los campos magnéticos internos que genera.

Se han propuesto varios modelos nuevos en las últimas dos décadas que se han esforzado por explicar las nuevas medidas de abundancia química.

Sin embargo, hasta ahora, ninguno había logrado reproducir adecuadamente los datos obtenidos de la llamada heliosismología, el nombre que se le da al análisis de las oscilaciones del Sol, específicamente en relación con la abundancia de helio en las capas exteriores convectivas del Sol.

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Impresión de un artista de una joven estrella similar al Sol.

El equipo asumió que el Sol giraba inicialmente cinco veces más rápido que su velocidad de rotación ecuatorial ahora (Imagen: Getty Images)

El nuevo modelo propuesto por el Dr. Eggenberger y sus colegas ha reconciliado estas diferencias al considerar tanto la evolución de la rotación del Sol, que creen que probablemente fue más rápida en el pasado, como las inestabilidades magnéticas que crea.

En su modelo, el equipo asumió que el Sol giraba inicialmente unas cinco veces más rápido que su tasa de rotación ecuatorial actual.

Como dijo el Dr. Eggenburger: “Debemos considerar absolutamente simultáneamente los efectos de la rotación y los campos magnéticos en el transporte de elementos químicos en nuestros modelos estelares.

“Es tan importante para el Sol como para la física estelar en general, y tiene un impacto directo en la evolución química del Universo, dado que los elementos químicos cruciales para la vida en la Tierra se cocinan en el núcleo de las estrellas”.

Un corte del sol

El nuevo modelo explica las abundancias de helio y litio en la envoltura solar (Imagen: Sylvia Ekström / UNIGE)

Según el equipo, su nuevo modelo no solo predice con precisión las concentraciones de helio en la envoltura solar, sino también las de litio, otro elemento cuya abundancia medida en la superficie del Sol había resultado difícil de igualar en los modelos.

El Dr. Eggenburger explicó: «La abundancia de helio se reproduce correctamente en el nuevo modelo porque la rotación interna del Sol impuesta por los campos magnéticos genera una mezcla turbulenta».

Esto, agregó, “evita que este elemento caiga demasiado rápido hacia el centro de la estrella.

“Simultáneamente, la abundancia de litio que se observa en la superficie solar también se reproduce porque esa misma mezcla lo transporta a las regiones cálidas donde se destruye”.

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La impresión de un artista de PLATÓN

Los hallazgos pueden informar a PLATO (en la foto), cuya misión consiste en estudiar exoplanetas y sus estrellas (Imagen: ESA)

El nuevo modelo, sin embargo, no resuelve todos los problemas.

El autor del artículo y astrónomo de UNIGE, el Dr. Sébastien Salmon, explicó: «Gracias a la heliosismología, sabemos dentro de 500 km [311 miles] en qué región comienzan los movimientos convectivos de la materia, 199 500 km [123,964 miles] debajo de la superficie del Sol.

“Sin embargo, los modelos teóricos del Sol predicen un desplazamiento de profundidad de 10.000 km. [6,214 miles]!”

“Gracias al nuevo modelo, arrojamos luz sobre los procesos físicos que pueden ayudarnos a resolver esta diferencia crítica”.

Los hallazgos también tendrán un impacto en nuestra comprensión de todas las demás estrellas similares al Sol que hemos estudiado hasta la fecha, ya que los físicos han sacado inferencias durante mucho tiempo sobre sus propiedades y comportamiento en función de cómo pensábamos que se comportaba el Sol.

El Dr. Buldgen dijo: «Tendremos que revisar las masas, los radios y las edades obtenidos para las estrellas de tipo solar que hemos estudiado hasta ahora».

El Dr. Eggenberger agregó: «Esto es particularmente importante si queremos caracterizar mejor las estrellas anfitrionas de los planetas, por ejemplo, en el marco de la misión PLATO».

PLATO, abreviatura de «PLAnetary Transits and Oscillations of stars», es una misión de la Agencia Espacial Europea, cuyo lanzamiento está previsto para 2026.

Verá un observatorio espacial con 26 telescopios enviados a un punto en el espacio a 932,057 millas de la Tierra para descubrir y estudiar pequeños planetas y analizar las características de sus estrellas anfitrionas.

Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista Nature Astronomy.

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