ACTIVIDAD POLAR

 

El Sol posee casquetes polares, pero lógicamente no están ocupados por hielo sino por polaridad magnética. Cada uno de ellos contiene una única polaridad y la mayor parte del tiempo, la polaridad en el norte es opuesta a la del sur. Solo durante el máximo del ciclo puede ocurrir que ambos tengan la misma polaridad, dependiendo del desfase en la actividad de los dos hemisferios.

Durante el mínimo del ciclo se pueden observar sobre ambos casquetes sendos agujeros coronales. En la figura 1, a la izquierda, tenemos la situación durante el mínimo, con los dos agujeros amplios y bien definidos.

 

Figura 1

Los campos magnéticos en estas zonas están controlados por la emersión de regiones activas cerca del ecuador. El campo magnético originado en las manchas f viaja hacia el polo con más eficacia que la p, y al ser de polaridad opuesta, se resta al que ocupa las regiones polares haciendo disminuir su intensidad. La evolución temporal de las regiones polares depende de este mecanismo. Durante el mínimo del ciclo los casquetes alcanzan su máxima extensión. Cuando el nuevo ciclo empieza y el número de grupos aumenta, los campos magnéticos polares van diminuyendo, y los casquetes reducen progresivamente su tamaño. En el máximo de actividad, los campos magnéticos se anulan y los casquetes desaparecen. Esta situación puede verse en la Figura 1, en la imagen de la derecha, obtenida cuatro años antes de la anterior, en pleno máximo. A partir de ese momento, las polaridades se invierten y los casquetes reaparecen.

Con los medios a nuestra disposición podemos observar dos fenómenos asociados a este proceso, que nos informan sobre la extensión de los casquetes y la intensidad de sus campos magnéticos, permitiéndonos por tanto, seguir su evolución. Se trata de las protuberancias y las fáculas polares.

 

PROTUBERANCIAS

La principal característica de las protuberancias es que se forman en la línea neutra que separa ambas polaridades. Si tenemos una región extensa ocupada por una única polaridad, como en el caso de un casquete polar, las protuberancias se formarán en su periferia, pero no en su interior. Esto significa que en un mínimo de actividad no observaremos protuberancias en los polos; la máxima latitud a la que se forman coincidirá con la que tenga el límite del casquete. De hecho, en esa fase del ciclo a veces se puede observar una corona de protuberancias rodeando las regiones polares (Figura 2).

 

Figura 2

 

Cuando el ciclo comienza su andadura y aumenta la actividad, las protuberancias van siguiendo la reducción de tamaño del casquete y aparecen cada vez a más latitud. En el máximo, las protuberancias llegan al polo y es cuando se produce la inversión de polaridad. Debido al desfase en el desarrollo de la actividad de ambos hemisferios, las protuberancias en el norte y en el sur generalmente no van sincronizadas, es decir, no tienen la misma latitud máxima ni llegan al polo al mismo tiempo

De todo lo anterior se deduce que simplemente midiendo las latitudes de las protuberancias podemos conocer la extensión de los casquetes polares, seguir su evolución e incluso, saber cuando se produce la inversión del campo magnético global.

Como es habitual, las medidas las hacemos mediante los programas SOL e Iris. El método es similar al que empleamos para medir posiciones de manchas, aunque presenta dos diferencias evidentes. La primera es que las imágenes hay que obtenerlas con un filtro H-alfa, y la segunda es que ahora se hace un tratamiento para el interior del disco y otro para el exterior, porque es en el limbo donde vamos a realizar las medidas. Los detalles pueden encontrarse en las instrucciones del programa SOL: http://www.parhelio.com/docsoftware.html

Como ejemplo, en la Figura 3 se pueden ver dos imágenes obtenidas durante el proceso y representativas de dos momentos del ciclo, una correspondiente al mínimo (2018) y otra al máximo (2014). Mientras que en la primera, la latitud máxima que alcanzan las protuberancias se encuentra en unos 50º-55º, en la segunda se puede observar que llegan hasta las regiones polares.

 

Figura 3

 

FACULAS POLARES

Ya en el siglo XIX, varios observadores se percataron de la existencia de dos tipos de fáculas. Las más aparentes se forman en latitudes medias y bajas y están asociadas a las regiones activas. Sin embargo, otras aparecen en las regiones polares, y son pequeñas y de corta vida. En general, al telescopio aparece como puntos brillantes y generalmente con un contraste bastante bajo, aunque siempre se pueden encontrar excepciones. Dadas sus características, se necesita una buena calidad de imagen para observarlas adecuadamente. Además su visibilidad depende de la inclinación del eje de rotación solar. En Septiembre se verán mejor las fáculas en el norte, pues ese polo se inclina hacia la Tierra, mientras que seis meses después la situación será la inversa y se detectarán mejor las fáculas australes (ver http://www.parhelio.com/doccoord.html).

Puesto que las fáculas aparecen en aquellas zonas donde hay un mayor campo magnético, su número nos aporta información sobre la intensidad de los campos magnéticos polares, y su evolución va en paralelo con la de los casquetes. Son más numerosas en el mínimo de actividad, cuando los casquetes son más extensos, y prácticamente desaparecen en el máximo del ciclo. Por supuesto, habrá también una variación anual que, como hemos visto, depende de la orientación del eje de rotación.

Para realizar el conteo de fáculas utilizamos las mismas fotografías de todo el disco que empleamos para medir posiciones, después de haber eliminado el oscurecimiento del limbo. Los programas Iris y SOL permiten proyectar esas imágenes en coordenadas polares de manera que aparezcan como si estuviésemos situados sobre ambos polos (Figura 4). Lógicamente, la imagen tiene la forma de un semicírculo, que corresponde al hemisferio visible desde la Tierra (el hemisferio oculto quedaría en la parte superior). El rango de latitud de estas imágenes abarca desde los 50º hasta el polo y se representan los paralelos en intervalos de 10º.

 

Figura 4

Tradicionalmente, los recuentos de fáculas se hacen de manera directa a través del telescopio, o bien, utilizando fotografías de todo el disco. El empleo de la proyección polar facilita considerablemente la detección de las fáculas, pero está sometido a la misma incertidumbre que tienen otros recuentos que hacemos en el Sol (número de Wolf, número de protuberancias,...). En este caso, la incertidumbre no proviene de una definición imprecisa de lo que observamos, como ocurre con el concepto de "grupo de manchas", sino de que seamos capaces de aislarlas visualmente del ruido de fondo. El hecho de que sean detalles de bajo contraste agrava la situación al depender bastante de la calidad de la imagen. Por esta razón, los datos diarios suelen tener una dispersión importante y es casi imprescindible promediarlos como mínimo mensualmente.