La actividad del Sol suele estudiarse a partir de su ciclo más conocido: el ciclo solar de 11 años —Ciclo de Schwabe—, el cual describe la transición entre periodos de mínima y máxima actividad magnética, o también analizando la cantidad de manchas solares, llamaradas o variaciones en los polos para comprender la evolución del campo magnético.
Sin embargo, un reciente estudio del Departamento de Física de la Universidad de Chile aplicó un enfoque distinto, revelando un patrón más profundo: una señal periódica de 22 años, asociada al ciclo magnético de Hale, que emerge al observar cómo las regiones activas del Sol se conectan entre sí a lo largo del tiempo.
La investigación, publicada recientemente en The Astrophysical Journal, titulada “A 22 yr Cycle of the Network Topology of Solar Active Region”, fue liderada por el Dr. Víctor Muñoz, en colaboración con sus estudiantes tesistas de doctorado: Eduardo Flández y Alejandro Zamorano.
Un enfoque innovador para estudiar la actividad del Sol
Aunque el ciclo magnético de Hale de 22 años es un fenómeno conocido en la física solar, tradicionalmente solo se detecta mediante el estudio de la polaridad en los polos del Sol. Lo innovador de este trabajo es que el equipo logró identificar ese mismo ciclo utilizando un enfoque completamente distinto: el análisis de redes complejas construidas a partir de la secuencia de llamaradas solares emitidas desde distintas regiones activas. “Encontramos que la curva de todo nuestro ciclo era de 22 años. Y eso es muy importante porque el magnetismo del Sol tiene un ciclo de 22 años. Entonces, desde otro punto de vista, logramos encontrar matemáticamente algo que sabíamos que en el Sol existía”, releva Flández.
Este trabajo surgió como una extensión natural de las líneas que el grupo ha desarrollado en torno al uso de redes complejas, una herramienta matemática utilizada para estudiar comportamientos emergentes en sistemas físicos. En este caso, el equipo adaptó un método originalmente utilizado para investigar la sismicidad en Chile. “Habíamos trabajado en redes complejas aplicadas a terremotos, y las llamaradas solares también son liberaciones súbitas de energía”, detalla el estudiante de doctorado.
Los investigadores también destacaron el carácter fortuito de este descubrimiento, enfatizando que es un logro muy emotivo. “Apareció esta idea porque ambos estaban trabajando en dinámica solar, entonces ¿por qué no lo hacemos en el Sol? Y todo se iluminó finalmente y salió este resultado que es bien bonito”, explica el profesor guía.
Cómo se aplicó esta metodología a la actividad solar
El equipo analizó todas las llamaradas solares emitidas entre 1976 y 2019, correspondientes a los ciclos solares 21 al 24, y construyó redes que describen cómo estos eventos se encadenan en el tiempo. En un primer análisis, los investigadores observaron diferencias entre ciclos pares e impares, un comportamiento descrito en estudios previos conocido como Regla de Gnevyshev–Ohl.
No obstante, el resultado más relevante apareció al utilizar ventanas móviles de 11 años, desplazadas año a año. Esta estrategia permitió observar una curva que oscila con una periodicidad de 22 años, coincidente con el ciclo magnético de Hale.
Lo notable es que este patrón emergió sin analizar exclusivamente los polos solares, sino a partir del comportamiento conjunto de todas las regiones activas. “La mayoría de los estudios sobre este tema se realiza estudiando la inversión de los polos. Y la parte interesante es que nosotros analizamos toda la fotosfera, entonces no necesitamos medir solamente los polos, podemos medir también el resto del Sol”, detalla Zamorano.
Relevancia para la predicción de la actividad solar
Comprender la evolución del campo magnético del Sol es fundamental para anticipar fenómenos que pueden afectar directamente a la Tierra. Las llamaradas y tormentas solares pueden interferir con satélites, sistemas de navegación, comunicaciones y redes eléctricas, haciendo que la predicción de estos eventos sea cada vez más relevante. “Es muy crítico lo que sucede en el ambiente espacial, porque cualquier cambio en la actividad del Sol puede impactarnos de manera práctica. Se nos va el internet, se producen cortocircuitos en las centrales eléctricas, pueden pasar cosas bien dramáticas”, afirma el Dr. Muñoz.
“Entender de alguna forma la actividad magnética del Sol y del entorno de la Tierra nos permite estar mejor preparados para sobrevivir a esos eventos”, agrega el académico.