El Sol tiene mucho ritmo y pasa por diferentes ciclos de actividad. El ciclo más conocido podría ser el ciclo de Schwabe, que tiene una cadencia de 11 años. Pero, ¿qué pasa con los ciclos con escalas de tiempo mucho más largas? ¿Cómo pueden los científicos entenderlos?
Resulta que el Sol ha dejado algunas pistas ocultas en los anillos de los árboles.
Hace unos 400 años, los astrónomos comenzaron a observar el Sol con sus telescopios recién inventados. Se dieron cuenta de que las manchas solares iban y venían y empezaron a registrar su aparición y disipación. No tenían idea de lo que significaban. Esas observaciones nos han enseñado mucho sobre la actividad del Sol. Cuantas más manchas solares hay, más ocurre dentro del Sol.
Pero hay otros ciclos de mayor duración que afectan a la Tierra y su clima. Y un récord de 400 años, aunque excelente en algunos aspectos, no puede decirnos mucho sobre los ciclos a largo plazo.
El ciclo Schwabe de 11 años es en sí mismo parte de estos ciclos aún más largos. Un equipo de científicos quería reconstruir el ciclo de Schwabe más allá de los 400 años para comprender cómo encaja todo. Para hacerlo, tuvieron que descubrir pistas dejadas por el Sol dentro de los árboles. Esas pistas están en forma de radionucleidos creados por rayos cósmicos.
El equipo de investigadores está dirigido por Hans-Arno Synal y Lukas Wacker del Laboratorio de Física de Rayos de Iones en ETH Zurich. Rastrearon el ciclo de Schwabe hasta el año 969 midiendo las concentraciones de carbono radiactivo en los anillos de los árboles.
Publicaron sus resultados en un artículo titulado “Ciclos solares de once años durante el último milenio revelados por radiocarbono en los anillos de los árboles”, publicado en la revista Nature Geoscience.
Lo bueno de los árboles es que crecen en un ciclo anual. Entonces, cada año, a medida que crece otro anillo, es una instantánea de la producción del Sol para ese año. Unir todos esos anillos da una imagen precisa de la actividad solar. En este estudio, los científicos observaron archivos de anillos de árboles de Inglaterra y Suiza.
Cada anillo contiene una pequeña cantidad de carbono radiactivo, tan solo un átomo de carbono 14 por cada 1000 mil millones de átomos. Dado que los científicos saben que la vida media del C14 es de aproximadamente 5700 años, pueden calcular la concentración de átomos de C14 en la atmósfera cuando creció cada anillo.
Aquí es donde se vuelve aún más fascinante: el carbono radiactivo en los anillos de los árboles no proviene del Sol. Proviene de los rayos cósmicos que llegan a la Tierra desde fuera de nuestro Sistema Solar.
Pero el campo magnético del Sol ayuda a evitar que esos rayos cósmicos lleguen a la Tierra. Cuanto más poderoso es el campo magnético del Sol, menos isótopos C14 llegan a la Tierra para ser absorbidos por el crecimiento de los árboles. Por lo tanto, cantidades más bajas de C14 en los anillos de los árboles se correlacionan con períodos de mayor actividad solar.
Pero medir estas minúsculas cantidades de isótopos C14 en los anillos de los árboles no es fácil, y tampoco lo es detectar diferencias de un año a otro.
“Las únicas mediciones de ese tipo se realizaron en los años 80 y 90”, dice Lukas Wacker, “pero solo durante los últimos 400 años y utilizando el método de conteo extremadamente laborioso”.
El método de recuento utilizó un contador Geiger para medir el evento de desintegración de cada isótopo. Ese método requiere mucho material y mucho tiempo.
El equipo ideó otro método: espectrometría de masas con acelerador . Este tipo de espectrometría se desarrolló a mediados del siglo XX y es especialmente útil para detectar radioisótopos de larga vida, como el C14.
“Utilizando la espectrometría de masas con aceleradores modernos, ahora pudimos medir la concentración de C14 dentro del 0.1 por ciento en solo unas pocas horas con muestras de anillos de árboles que eran mil veces más pequeñas”, dijo el estudiante de doctorado Nicolas Brehm en un comunicado de prensa, quien fue responsable para esos análisis.
Las muestras de anillos de árboles contienen dos tipos de carbono. Junto al isótopo radiactivo C14 está el C12, el más abundante de los dos tipos de isótopo de carbono estable.
Un espectrómetro de masas con acelerador acelera ambos isótopos antes de ser enviados a través de un campo magnético. El campo dirige un tipo de carbono en una dirección y el otro isótopo en otra dirección debido a sus diferentes masas. Luego, los resultados de esa medición se analizan estadísticamente.
Como resultado, el equipo de científicos pudo reconstruir el registro de la actividad del Sol desde el año 969 hasta 1933. Su reconstrucción confirmó el ciclo de Schwabe de 11 años del Sol hasta el 969 EC.
También mostró que la amplitud de ese ciclo, o cuánto sube y baja la actividad solar, es menor durante los mínimos solares de larga duración.
Su reconstrucción también confirmó algo más. En 993, hubo un evento de protones solares pronunciado que creó un pico en el C14 atmosférico. Estos eventos ocurren cuando los protones emitidos por el Sol se aceleran lo suficiente como para penetrar el campo magnético de la Tierra y causar ionización en la atmósfera. Ha habido un debate en torno al evento 993, pero este trabajo confirma su existencia.
De hecho, los resultados fueron más allá de confirmar el evento en el año 993. Los investigadores también encontraron evidencia de dos eventos de protones más: uno en 1052 y uno en 1279. Esta es la primera vez que se detectan esos eventos, y podría indicar que suceden con más frecuencia de lo que se pensaba.
Esto es muy interesante ya que estos eventos pueden representar un peligro para la electrónica en la Tierra y los satélites.
La Tierra tiene árboles muy longevos. Se cree que uno de ellos, un pino bristlecone en California llamado Matusalén, tiene unos 5.000 años. Pero para este estudio, no hubo necesidad de perturbar árboles antiguos vivos. En cambio, los investigadores examinaron maderas antiguas utilizadas en edificios que aún se mantienen en pie, como la iglesia de la abadía de St Alban , St Albans, Hertfordshire, Reino Unido.
Su construcción se remonta al siglo XI. El equipo examinó 13 maderas diferentes de 11 edificios diferentes en el Reino Unido y Suiza.
Este tipo de análisis tiene el potencial de enseñarnos aún más sobre el Sol. Hay archivos de anillos de árboles que se remontan a 14.000 años en madera subfosilizada, que todavía es rica en carbono.
Los investigadores esperan usar su método para medir las concentraciones de C14 en esa madera, lo que les ayudará a reconstruir la actividad solar hasta el final de la última edad de hielo.
Fuente: Universe Today.
