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El mínimo de Maunder:
¿Qué le sucedió al Sol entre 1645 y 1715?

Jesús Salvador Giner
Pues parece ser que, durante ese periodo, nuestra estrella tuvo una actividad tan baja que, en la Tierra, se padeció un periodo conocido como la "Pequeña Edad de Hielo", en el que los ríos se congelaron, hubo cosechas insuficientes para alimentar a la población, las enfermedades diezmaron a las gentes y, en general, se sufrió mucho para poder sobrevivir. ¿Qué le ocurrió al Sol para cambiar tanto y tan repentinamente?
o cabe duda de que consideramos al Sol como un astro bastante constante. Su majestuoso y seguro recorrido por nuestro cielo nos hace pensar que es el ejemplo perfecto de regularidad. Y, sin embargo, son muy numerosos los indicios que apoyan la idea de que el Sol no ha mantenido el mismo nivel de actividad durante el último milenio. ¿Ha tenido pues nuestra estrella episodios de “energía” menguada, en los que las manifestaciones de su gran poder han sido puntuales e infrecuentes? Y, en particular, parece ser que entre la segunda mitad del siglo XVII y principios del XVIII su actividad era tan insignificante que la Tierra, al no recibir la cantidad de radiación suficiente, casi enferma de hipotermia planetaria. ¿Tuvo lugar realmente ese periodo de frío intenso hace más de dos siglos, y si es así, por qué sucedió?
Sol...
Figura 1: imagen del Sol y sus manchas solares, muestra de su actividad. (NASA)
Todo empieza en 1843. Heinrich Samuel Schwabe (1789-1875), farmacéutico alemán aficionado a la Astronomía, con el ánimo de encontrar a Vulcano, un hipotético planeta entre el Sol y Mercurio, inicia una exhaustiva recopilación de sus observaciones disponibles de las manchas solares (abarcaban desde 1826), que son las más evidentes manifestaciones de la actividad solar (figura 1). Descubrió que su número varía periódicamente. En años apenas se veían, después en unos pocos aumentaban en cantidad, manteniéndose en número a lo largo de un par de años, y por último, poco a poco empezaban a menguar durante cinco o seis años más. En total, once años, aproximadamente, en los que era claro que existía un ciclo, con máximos en los que se observaban gran cantidad de manchas solares y mínimos en los que apenas de distinguían.

Otros astrónomos pronto continuaron la labor de Schwabe, mejorando el rigor de las observaciones, pero medio siglo después de que él empezara su tarea, en 1893, Edward Walter Maunder, del Royal Greenwich Observatory, en Gran Bretaña, decidió construir la llamada ’curva undecanal’, es decir, mostrar en un gráfico la actividad solar durante un extenso periodo de tiempo. Se basó en observaciones fiables de Galileo Galilei (1564-1642) y de otros astrónomos de la época para el intervalo que abarcaba desde la aplicación del telescopio hasta 1700.

Maunder constató, asombrado, que a partir de 1643, las observaciones no incluían la presencia de grandes cantidades de manchas solares. De hecho, no había casi ninguna anotación entre ese año e inicios del siglo XVIII. Para divulgar sus hallazgos, Maunder publicó en 1894 un artículo en el que llegaba a una conclusión extraordinaria: durante casi setenta años, en el intervalo que abarca desde 1645 hasta 1717, el Sol no había mostrado prácticamente ni una mancha en su superficie (1). Y esto es extraordinario porque incluso en los momentos de menor actividad, casi siempre es posible ver alguna. No se estaba considerando no observar manchas solares durante un mínimo, que abarca dos o tres años, sino a lo largo de seis largos ciclos de actividad solar. Es más, parece ser que las manchas observadas en todo ese espacio de tiempo era más o menos similar a las vistas en un mínimo cualquiera. Y aún algo más increíble; según el estudio de Maunder, existía una década (desde 1660 hasta 1670), en la que nadie, absolutamente nadie, había podido detectar una sola mancha solar. En otras palabras, durante un ciclo entero, el Sol había evidenciado un funcionamiento mínimo, al relantí, algo traducido en su superficie como inexistencia total de manchas. Un descubrimiento tan sorprendente e importante merece encuadrar a Maunder dentro del reducido grupo de astrónomos que con sus aportaciones han cambiado radicalmente la visión que teníamos del Universo. Maunder nos reveló que el Sol cambia, que su vida no ha sido siempre igual de monótona, sino que ha padecido periodos en los que reducía su actividad a la mínima expresión, algo que no era esperable de ninguna manera en un astro tan estable.

Pero Maunder no tuvo suerte. Su artículo fue seguido por muy pocos astrónomos, aunque para realizarlo había contado con la ayuda en la documentación de otros compañeros observadores. Y si nadie confió en lo que Maunder decía fue debido más a una cuestión de fe en las teorías establecidas que por fallos o errores en la teoría del astrónomo inglés. El único punto débil que podía achacársele a Maunder fue sustentar sus ideas en una base de datos carente de la total fiabilidad. En efecto, los registros no ofrecían mucha seguridad de que fueran correctos o cuidados. Aunque fueran los más numerosos, los informes poco fiables estaban confirmados por los de otros magnos astrónomos, de los cuales no cabía duda razonable alguna de su buen hacer como observadores, ya que su vida estaba llena de importantes y difíciles descubrimientos, pero ni aún así Maunder recibió la atención que merecía.

John Flamsteed (1646-1720) primer astrónomo real inglés, de gran reputación y agudeza visual (preparó un catálogo de 3.000 estrellas en el que consignaba su posición con una precisión de 10 segundos de arco, una verdadera hazaña para la época), reseñó que por fin había podido observar una mancha solar, tras varios años intentándolo.

Por otra parte, el no menos célebre Giovanni Domenico Cassini (1625-1712), bastante antes que Flamsteed, conservaba observaciones muy antiguas, desde prácticamente 1645, es decir, a partir de cuando Maunder había considerado el inicio de su periodo de escasa actividad. Lo que Cassini escribió en 1671 se convertiría en una importante baza a favor de la teoría de Edward Maunder: aquel año, el astrónomo italo-francés había visto una mancha solar; por primera vez en ...¡veinte años!. Cassini no era precisamente un astrónomo de poca habilidad visual. Para los que conozcan un poco a este extraordinario observador, recordar que además de descubrir la banda oscura entre los anillos de Saturno (división de Cassini), efectuó multitud de estudios sobre la rotación de Marte, las cinturones nubosos de Júpiter, las distancias planetarias, etc. En otras palabras, era uno de los astrónomos de mayor capacidad y talento que han existido. Si Cassini había visto una mancha solar después de veinte años de no captar ninguna, había, por fuerza, que creerle.

Asimismo, el francés Jean Picard (1620-1682) dejó escrito que el llevaba una década entera sin avistar ninguna mancha hasta que por fin vio una, precisamente en 1671, el mismo año que Cassini.

Sin embargo, el recelo a aceptar los estudios de Maunder era por otros motivos. Tal vez aunque el mismo Newton hubiera certificado la inexistencia de manchas solares durante prácticamente toda su vida (curiosamente casi coincide con el periodo de que estamos hablando, 1642-1727), los científicos de principios del siglo pasado continuarían obcecados en rechazarlo. Y esto es así porque lo que Maunder estaba destrozando la visión aceptada de un Sol con un ciclo de actividad perfectamente establecido, de once años, que se había constatado al milímetro durante los últimos 170 años (figura 2).
Figura 2: recuento del número de manchas observadas en la fotosfera solar desde los primeros registros telescópicos (hacia 1610) hasta 1998. Es clara la perfecta periodicidad de aproximadamente once años que presenta el ciclo solar, pues desde 1720 hasta la actualidad se ha presentado sin apenas modificaciones. El periodo de escasas o nulas manchas solares también aparece con nitidez entre 1645 y 1715, y con anterioridad (1610-1645) las anotaciones, aunque fragmentarias, evidencian que se registraban bastantes manchas solares. (A. A. González Coroas)
Lo extraño es que antes incluso del periodo de mínimas manchas solares, es decir, el intervalo que abarca entre las primeras observaciones telescópicas (hacia 1610) y el inicio del propio mínimo (1645), han quedado registradas gran cantidad de manchas, en especial en 1615, cuando parece ser que se alcanzaron valores cercanos a los de un máximo solar normal. En otras palabras, antes y después del periodo que estamos analizando había manchas en número abundante, y entre 1645 y 1715 apenas aparecen unas pocas. Su escaso o nulo número es constatado por observadores prestigiosos y así lo recoge y expone Maunder a la Royal Astronomical Society. Pero nadie le reconoce su acertado enfoque del fenómeno.

De hecho, ha de pasar prácticamente tres cuartos de siglo hasta que se redescubre el trabajo de Maunder. Incluso en una época tan próxima a nosotros como 1965 se continuaba ignorando el prolongado mínimo de manchas solares, sobretodo porque se creía que en ese intervalo de tiempo los datos no eran fiables, aunque ya hemos visto que no era así. Incluso un científico de la talla de George Gamow (1904-1968), en su famoso libro "Una estrella llamada Sol", de 1964, iniciaba el recuento de manchas desde 1750, prácticamente a partir del fin del mínimo de Maunder (figura 3).
Figura 3: gráfico extraído de la obra de G. Gamow "Una estrella llamada Sol", en el que se observa que considera el inicio de los registros fiables en 1750, justo después de finalizar el mínimo de Maunder. (G. Gamow)
Debemos esperar hasta 1970 para que el astrónomo solar John A. Eddy (High Altitude Observatory, Colorado, EE.UU.) analizara los estudios de Maunder con nuevos datos y observaciones a las que este último no tenía acceso, y publicara a su vez un artículo donde certificaba que las ideas de Maunder eran esencialmente correctas, bautizando como “Mínimo de Maunder“ el periodo correspondiente entre 1645 y 1720. Eddy apoyó sus conclusiones en una serie de importantes premisas (2), entre las que caben destacar sobretodo tres puntos, a saber: la cantidad de auroras visibles en ese intervalo, el análisis del 14C (carbono 14) en los anillos de crecimiento de los árboles, y el clima que sufrió nuestro planeta durante el propio Mínimo.

1) Las auroras (figura 4), esos magníficos espectáculos de luz que pueden observarse en altas y bajas latitudes (auroras boreales y australes), son debidas a que partículas energéticas procedentes del Sol, generalmente expulsadas tras la aparición de fáculas en la superficie de la estrella, alcanzan a la Tierra, y son desviadas por nuestro campo magnético hacia las regiones polares, donde entran en contacto con la alta atmósfera del planeta y se ionizan, es decir, los átomos pierden o ganan electrones y, por tanto, ya no son neutros, sino que adquieren carga eléctrica. Esta ionización de las partículas solares provoca la excitación de los átomos de oxígeno y nitrógeno presentes en la misma ionosfera, lo que se traduce en la formación de brillantes auroras. Bien, las auroras son, por tanto, una manifestación de la actividad solar. Cuando el Sol está muy activo y son abundantes las fáculas en su superficie, se expulsan gran cantidad de partículas de alta energía, llegan a los polos terrestres y excitan los átomos de la ionosfera. A mayor número de partículas, más auroras y de mayor intensidad en su brillo podremos observar.
Auroras
Figura 4: imagen tomada desde el trasbordador espacial Discovery en la misión STS-39 de una aurora austral. (NASA)
Si la actividad solar durante el Mínimo de Maunder hubiera sido tan baja, los registros de auroras, por fuerza, deberían ser a su vez igual de escasos, y aquí no había posibilidad alguna de error en las observaciones, pues para ver una aurora el único requisito es hallarse en una zona cuánto más próxima al polo mejor. Son tan brillantes y espectaculares que a simple vista es el mejor método para disfrutarlas.
1E. W. Maunder no fue, parece ser, el primero en publicar la relación de manchas solares en ese periodo de 1645-1715. En efecto, Friedrich Wilhelm Gustav Spörer (1822-1895), astrónomo alemán, escribió un artículo en 1887 donde especificaba claramente que sus averiguaciones mostraban la existencia de un mínimo de actividad solar durante esos setenta años. Pero como Maunder resumió los resultados hallados por él mismo y por Spörer a la Royal Astronomical Society, en su artículo de 1893, todos los méritos le fueron concedidos a Maunder. Incluso casi un siglo antes, en 1792, Joseph Lalande (1732-1807) astrónomo francés de gran reputación, había mencionado ya la inexistencia de manchas solares entre 1645 y 1720, pero no tuvo su observación gran trascendencia en el mundo astronómico y fue casi olvidada por completo.

2Para más información sobre el estudio de John A. Eddy, véase "¿Existió realmente el Mínimo de Maunder", Angel Alberto González Coroas, ASTRONOMÍA, nº 10, págs. 32-41, abril de 2000.
 
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