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Bajo la superficie del Sol

Por Antonio Eff-Darwich Peña

Los sismólogos: escuchan las vibraciones del terreno para averiguar si el invisible subsuelo esconde petróleo, agua o depósitos minerales. El Sol también vibra, como cualquier otro cuerpo físico, aunque con unas escalas descomunales y cada cinco minutos.

Publicado: Domingo, 1/2/2009 - 11:31  | 13471 visitas.

Estructura solar
Estructura solar
Imagen: CPEP: Online Fusion Course
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Como todos los días, muchos de nosotros paliamos la tensa espera en las interminables colas de tráfico conectando la radio y escuchando nuestra música favorita, ya sea clásica, salsa, rap, o cualquier otro tipo. Sin darnos cuenta, somos capaces de distinguir sin muchos problemas que instrumento está sonando o que cantante está interpretando, todo ello en un mar de ruido de pitas, sirenas, frenazos y gritos que vienen de fuera del coche. Sin darnos cuenta, nuestros oídos y cerebro está interpretando un mar de vibraciones que le llegan de los altavoces del coche y de fuera del automóvil. Escuchando las vibraciones somos capaces de traducirlas en instrumentos musicales, voces o pitas, sin necesidad de ver o tocar el objeto en cuestión. Algo muy parecido hacen los sismólogos: escuchan las vibraciones del terreno para averiguar si el invisible subsuelo esconde petróleo, agua o depósitos minerales.

Otra molestia que sufrimos por las mañanas mientras estamos subidos al coche es tener que soportar al Sol dándonos de cara. Evidentemente si miramos al Sol no vemos nada, sino un círculo muy brillante que nos deja cegados momentáneamente. ¿Será posible estudiar el interior de nuestra estrella, teniendo únicamente acceso a su cegadora superficie? Si han leído el párrafo anterior, parece intuirse que la respuesta sería afirmativa si fuéramos capaces de estudiar las vibraciones del Sol. Créanme si les digo que el Sol vibra, como cualquier otro cuerpo físico. Sin embargo, en el caso del Sol, las escalas son descomunales: hablamos de un "instrumento musical" con forma de esfera y de 700000 kilómetros de radio. ¡Un avión comercial tardaría casi 200 días en dar la vuelta entera alrededor de nuestra estrella! Vibra, pero no lo oímos, ya que entre los 150 millones de kilómetros que nos separan no hay aire ni otro fluido por el que el sonido se pueda propagar; además el Sol vibra principalmente una vez cada 5 minutos, demasiado lento como para poder oírlo. Los astrofísicos han ideado otra forma de detectar esas vibraciones, consistente en ver su efecto sobre la superficie solar, de un modo análogo a ver como vibra la membrana de un altavoz, en lugar de escucharlo. Son técnicas instrumentales y matemáticas muy complejas, englobadas en lo que se conoce como Helisismología, en las que el Instituto de Astrofísica de Canarias ha sido pionera en su desarrollo durante los últimos 30 años.

¿Cómo podemos usar las vibraciones del Sol para estudiar la estructura y dinámica del interior de nuestra estrella? Para responder esta pregunta vamos a volver a la analogía musical, más en concreto a los magníficos órganos de las catedrales e iglesias. En los órganos, cada nota musical está asociada a un tubo de una longitud determinada; cuanto más largo es el tubo más grave será la nota que se oiga. Evidentemente el material del que estén hechos los tubos afectará al sonido que emitan. Podemos imaginar que el Sol es un gigantesco órgano donde se tocan a la vez e indistintamente millones de notas musicales. Los heliosismólogos se dedican a separar y catalogar todas las "notas musicales" y asociarlas a determinados patrones estructurales y dinámicos del interior del Sol, de un modo análogo a lo que haría un músico que asocia las notas musicales que emite un órgano con la longitud y características de los tubos que lo componen. 

Aunque parezca increíble, el estudio de la aparentemente caótica melodía musical del Sol nos ha permitido conocer la estructura y dinámica interna de nuestra estrella con una precisión sin precedentes en ninguna otra rama de la Astrofísica.

Conocemos mejor el interior del Sol que el interior de nuestro propio planeta. Hemos podido confirmar el llamado Modelo Solar Estándar y en particular que el núcleo del Sol se encuentra a varios millones de grados centígrados de temperatura, suficientes para que se produzcan reacciones de fusión de átomos de hidrógeno para generar átomos de helio y un excedente de energía que es la que hace que nuestra estrella brille y permita la existencia de vida en nuestro planeta. Este tipo de reacciones nucleares podrían en un futuro resolver nuestros problemas energéticos, si somos capaces de reproducir de manera estable lo que ocurre en el núcleo solar. La Heliosismología, que estudia un objeto de cientos de miles de kilómetros de extensión, ha sido fundamental para redefinir ¡una partícula subatómica!: el neutrino. Otro resultado importantísimo, que se ha obtenido en gran parte de estudios heliosismológicos, es que el campo magnético solar, el imán solar, se encuentra anclado a unos 300000 kilómetros de profundidad. La importancia de este descubrimiento radica en que el campo magnético solar es el responsable de gran parte de la actividad que se observa en su superficie, en particular la emisión de radiación y partículas muy energéticas hacia el resto del sistema solar. Pese a que la Tierra posee un escudo magnético protector, se ha constatado que en el pasado la actividad solar afectó al clima terrestre y su actual impacto en el clima es objeto de estudio.

En definitiva, en los últimos 30 años el Sol nos ha ido revelando sus secretos a través de una compleja melodía musical. No hemos hecho otra cosa que aplicar las Matemáticas a la Música, como ya hizo Pitágoras hace más de 2600 años.

Perfil del Investigador

Antonio Eff-Darwich Peña es físico en la especialidad de Astrofísica por la ULL. Entre 1992 y 1996 realizó su tesis doctoral en el IAC sobre técnicas numéricas aplicadas al campo de la Heliosismología. Durante el periodo 1996 a 2000, disfrutó de un contrato post-doctoral en la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en Boston, EEUU, en el campo de la Física Solar. En el 2000 trabaja como científico soporte de software en el Instituto de Astrofísica de Canarias. En el 2001, da un giro a su vida científica, en el departamento de Edafología y Geología de la ULL, realizando estudios sobre la relación entre la actividad volcánica y las variaciones espacio-temporales del gas radón. En el 2003, regresa al mundo de la Física Solar para trabajar como científico de soporte en el telescopio solar THEMIS, localizado en el Observatorio del Teide. Desde el año 2004 es contratado en Ramón y Cajal del Ministerio de Educación y Ciencia en el área de Ciencias de la Tierra. Ha participado en la redacción de más de 60 trabajos científicos, entre publicaciones científicas especializadas y congresos internacionales, incluyendo dos trabajos en la revista Science. Ha sido, además, co-investigador en proyectos de investigación patrocinados por el Ministerio de Educación y Ciencia, la National Science Foundation de Estados Unidos, la NASA, la Unión Europea y el Gobierno de Canarias.

Publicado originalmente en La Opinión (España)

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