Científicos descifran la fusión nuclear del Sol por primera vez

Por primera vez, los científicos pudieron medir directamente el tipo de fusión nuclear que ocurre en el núcleo del Sol.

El estudio, publicado en la revista Nature, revela que nuestra estrella realiza lo que se llama el ciclo de fusión carbono-nitrógeno-oxígeno (CNO), un proceso que involucra elementos más pesados de lo que los científicos esperaban para una estrella del tamaño del Sol. Lo más importante es que confirma empíricamente que existe el ciclo CNO, algo que los científicos no han podido hacer desde que lo plantearon como hipótesis durante la década de 1930.


Según un comunicado de prensa de la Universidad de Massachusetts Amherst, los intentos anteriores de estudiar la fusión del Sol llevaron a datos no coincidentes de fuentes indirectas. Sin embargo, este nuevo estudio fue directamente a la fuente al capturar neutrinos: partículas subatómicas extremadamente esquivas llamadas neutrinos que son constantemente disparadas por el núcleo del Sol pero que generalmente atraviesan la Tierra.

Detector bajo tierra

Los neutrinos son realmente la única sonda directa que tiene la ciencia para el núcleo de las estrellas, incluido el Sol, pero son extremadamente difíciles de medir. Hasta 420 mil millones de ellos golpean cada pulgada cuadrada de la superficie de la Tierra por segundo, empero, prácticamente todos pasan sin interactuar. Los científicos solo pueden detectarlos utilizando detectores muy grandes con niveles de radiación de fondo excepcionalmente bajos.

El detector Borexino se encuentra en las profundidades de los Apeninos (centro de Italia), en el Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Su trabajo es detectar los neutrinos como destellos de luz producidos cuando estos chocan con los electrones en 300 toneladas de centelleador orgánico ultrapuro. Su gran profundidad, tamaño y pureza hacen de Borexino un detector único para este tipo de ciencia, único en su clase para radiación de fondo bajo.

Gracias a este experimento subterráneo, un equipo de más de 100 científicos logró detectar los neutrinos CNO provenientes del Sol, algo que previamente asumieron que solo sucedería con estrellas mucho más grandes que contienen elementos más pesados.

Nueva vida

Los investigadores ya habían descubierto que los neutrinos se desprenden cuando el Sol fusiona hidrógeno en helio, un proceso característico de las estrellas más ligeras que emite el 99 por ciento de la energía solar. El nuevo descubrimiento no solo extendió la vida útil del detector Borexino —que estaba programado para ser desmantelado el próximo mes—, sino que también revitalizó la comprensión del cosmos por parte de los científicos.

«La confirmación de que el CNO arde en nuestro sol, donde opera a solo el uno por ciento, refuerza nuestra confianza en que entendemos cómo funcionan las estrellas», dijo en el comunicado Andrea Pocar, físico de la UMass Amherst. Ahora, la recopilación de datos podría extenderse hasta 2021, ya que la logística y los permisos necesarios, mientras están en marcha, no son triviales ni requieren mucho tiempo. «Cada día extra ayuda», comentó.

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Prepárense, el Sol se va a poner intenso. Según nuevas predicciones, el próximo máximo en sus ciclos de actividad podría ser uno de los más fuertes que hemos visto.


Los nuevos cálculos contradicen directamente el pronósticos oficiales de la NASA y la NOAA. No obstante, si se confirman, podrían validar una teoría sobre los ciclos de actividad solar en la que los científicos han estado trabajando durante años. «Los científicos han luchado para predecir tanto la duración como la fuerza de los ciclos de las manchas solares. El porqué es sencillo: carecemos de una comprensión fundamental del mecanismo que los impulsa», dijo el físico solar Scott McIntosh del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE.UU. «Si nuestro pronóstico resulta correcto, tendremos evidencia de que nuestro marco para comprender la máquina magnética interna del Sol está en el camino correcto».

Los niveles de actividad del Sol son bastante variables y sus ciclos de actividad están ligados a su campo magnético.

Once

Cada 11 años, los polos del Sol cambian de lugar; el sur se convierte en norte y el norte en sur. No está claro qué impulsa estos ciclos, pero sabemos que los polos cambian cuando el campo magnético está en su punto más débil.

Debido a que el campo magnético del Sol controla su actividad —manchas solares (regiones temporales de campos magnéticos fuertes), llamaradas solares y eyecciones de masa coronal (producidas por líneas de campo magnético que se rompen y se reconectan)—, esta etapa del ciclo se manifiesta como un período de actividad mínima. Se llama mínimo solar.


Una vez que los polos han cambiado, el campo magnético se fortalece y la actividad solar se eleva a un máximo solar antes de disminuir para el siguiente cambio polar. Generalmente, hacemos un seguimiento de los mínimos solares vigilando atentamente la actividad solar y sacando conclusiones después que se ha producido uno. Según esta métrica, el mínimo solar más reciente tuvo lugar en diciembre de 2019. Ahora estamos en el ciclo solar número 25 desde que comenzó el mantenimiento de registros, dirigiéndonos hacia un máximo solar.

Según la NASA y la NOAA, se espera que este sea un máximo tranquilo, con un pico de alrededor de 115 manchas solares en julio de 2025. Esto es bastante similar al ciclo solar 24, que tuvo un pico de manchas solares de 114.

Pero McIntosh y su equipo no están de acuerdo.

Veintidós

En 2014, McIntosh y sus colegas publicaron un artículo que describe sus observaciones del Sol en un ciclo de 22 años. Esto se ha considerado durante mucho tiempo el ciclo solar completo, cuando los polos vuelven a sus posiciones iniciales, pero el físico notó algo interesante. En el transcurso de aproximadamente 20 años, los destellos de luz ultravioleta extrema —llamados puntos brillantes coronales— parecen moverse desde los polos hacia el ecuador, encontrándose en el medio.

El movimiento de estos puntos brillantes en las latitudes medias parece coincidir con la actividad de las manchas solares. Estos puntos brillantes, cree McIntosh, están vinculados con bandas de campos magnéticos que envuelven el Sol, propagándose desde los polos hasta el ecuador cada 11 años aproximadamente.



Debido a que tienen polaridad opuesta, cuando se encuentran en el medio, se cancelan entre sí, lo que los investigadores llaman un «terminador». Estos eventos de terminación marcan el final de un ciclo magnético solar y el comienzo del siguiente.

Pero no siempre toman exactamente la misma cantidad de tiempo. A veces, estas bandas se ralentizan a medida que alcanzan latitudes medias, lo que significa que varía el tiempo entre los eventos de terminación. Y el equipo notó que existe una correlación entre la cantidad de tiempo entre los terminadores y la intensidad del siguiente máximo solar.

«Cuando miramos hacia atrás en el registro de observación de 270 años de eventos de terminación, vemos que cuanto más largo es el tiempo entre terminaciones, más débil es el siguiente ciclo», dijo el astrónomo Bob Leamon de la Universidad de Maryland en el condado de Baltimore. «Y, a la inversa, cuanto más corto sea el tiempo entre terminadores, más fuerte será el próximo ciclo solar».


El ciclo más largo registrado en función del tiempo entre terminadores es el ciclo solar 4, que duró más de 15 años. Fue seguido por el famoso mínimo de Dalton: un pico de solo 82 manchas solares en el ciclo solar 5, que duró casi 14 años, y 81 manchas solares en el ciclo solar 6.

Pero los ciclos solares más cortos, los de menos de 11 años, son seguidos por máximos con picos muy por encima de las 200 manchas solares.

El ciclo solar 23, según la métrica del equipo de McIntosh, fue bastante largo. Duró casi 13 años. Y el ciclo solar 24 fue mucho más tranquilo que los ciclos que lo precedieron. Pero también fue muy corto, por debajo de la marca de los 10 años. Si los análisis del equipo están en lo correcto, deberíamos tener muchas manchas solares a mediados de la década de 2020.

Solo hay una forma de averiguarlo

Tenemos que esperar y ver. Pero McIntosh y su equipo confían en su interpretación de la actividad del Sol. Y, si tienen razón, eso nos dará un conjunto de herramientas completamente nuevo para comprender cómo funciona el Sol. «Una vez que identifica los terminadores en los registros históricos, el patrón se vuelve obvio», dijo McIntosh. «Un Ciclo 25 débil de Manchas Solares, como predice la comunidad, sería una desviación total de todo lo que los datos nos han mostrado hasta este momento».

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Algunos investigadores se encuentran alarmados ante la repentina baja de temperaturas en diversas partes del mundo, y sugieren que una nueva Edad de Hielo podría estar acechando al mundo.

Esta entrevista con el profesor Plimer fue en respuesta a un estudio de la Universidad de Cardiff de que el derretimiento de los icebergs en la Antártida podría desencadenar una Edad de Hielo.

“Hay ciclos”, dice el profesor Plimer. “Está bien tener ciclos… nos acercamos al final de la temporada cálida. El pico de calor ha sido de alrededor de 5000 años y nos dirigimos hacia la próxima era de hielo inevitable”.

“Ahora, sé que será martes, pero no sé qué martes”.

“Para ti, la idea de que realmente puedes controlar lo que está sucediendo en el planeta significa que tienes un ego que no se corresponde con tu conocimiento”.

Cada era de hielo comenzó cuando teníamos más CO2 en nuestra atmósfera que ahora. ¿Y el dióxido de carbono?

Según Plimer, tuvimos seis grandes glaciaciones intercaladas con calentamiento, y “cada glaciación comenzó cuando había más dióxido de carbono en la atmósfera del que hay ahora”.

Cuando se trata de la calidez de hoy , “usar la palabra ‘sin precedentes’ significa que ha borrado la historia y la geología de su conocimiento”.

“Y usar la palabra ’emergencia climática’ significa que no sabes absolutamente nada sobre el pasado”.

“Sin precedentes ahora significa que no ha sucedido en los últimos 20 años en lugar de en los últimos 5.000 o 6.000 años”, dice el anfitrión en broma.


Bermudas y Guam rompen récords de bajas temperaturas

Bermudas y Guam son islas separadas por más de 14.000 km, pero ambas islas experimentaron olas de frío récord durante el último fin de semana de enero de 2021, otra señal del enfriamiento global que todos estamos experimentando. El Territorio Británico de Ultramar en Bermuda, ubicado en el Atlántico Norte, estableció una temperatura mínima récord el sábado.

El Servicio Meteorológico de Bermudas (BWS) confirmó el mínimo el sábado por la mañana.

“La temperatura mínima alcanzó unos 9,5 ° C muy fríos esta mañana”. dijo un portavoz de BWS.

“Esto establece un nuevo mínimo histórico hasta la fecha, superando el récord anterior de 10.8 °C en 2005. Nuestras mediciones no oficiales de sensación térmica dieron una ‘sensación de temperatura’ alrededor de 4.4 °C.

Una tormenta invernal el jueves provocó ráfagas de viento de más de 160 kilómetros por hora que barrieron la isla durante nueve horas, cortando la electricidad a varios miles de hogares.

¿Se aproxima una nueva Edad de Hielo? Solo el tiempo nos podrá dar esa respuesta.

¡Pero en que quedamos!

Y lo más sorprendente de todo es que no fue tomada por el gran y costoso telescopio de una agencia espacial.

Una nueva foto casera del Sol parece absolutamente alucinante. Bajo el apodo de TheVastReaches, el usuario Jason Guenzel publicó la foto en el subforo de Reddit sobre el espacio, mostrando un retrato altamente detallado y procesado del astro rey.

Quizás lo más sorprendente es que la fotografía no se tomó desde un observatorio de alta tecnología, sino desde el patio trasero del usuario. «Desarrollé un método único para procesar imágenes del Sol y obtener detalles y claridad extremos. Esta foto fue tomada con el telescopio solar de mi patio trasero», escribió en la publicación.


Según Guenzel, la imagen muestra la «naturaleza turbulenta de la cromosfera solar», o la segunda de las tres capas principales de la atmósfera del Sol.

«Este tipo de fotografía es un desafío increíble debido a la luz abrumadora de la fotosfera de abajo», escribió el usuario. «Las imágenes solares siempre se procesan mediante software para revelar el contraste. Llevé esos métodos tan lejos como pude, ¡y más!».

Junto con el impresionante detalle de la capa, el usuario señala que también se puede ver una enorme mancha solar cerca del borde que es «lo suficientemente grande como para tragarse la Tierra entera». Un pasatiempo caro (pero alucinante)

Un pasatiempo caro (pero alucinante)

Aunque el ciudadano pudo tomar la foto desde su patio trasero, hay que destacar que para ello requirió un equipo poderoso (y costoso).

Según se enumera en la publicación, el equipo consiste en: un Explore Scientific AR152, Daystar Quark Chromosphere, ASI174MM-Cool y un Celestron AVX. Hoy en día, este hardware tiene un costo considerable de casi 4,000 dólares.

Pero honestamente, eso podría valer la pena para un pasatiempo tan genial, y fotos igualmente geniales para mostrar. Después de todo, todavía es menos que el telescopio espacial James Webb de la NASA, de 10 mil millones de dólares.

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