El campo magnético del sol, que abarca el sistema solar, está a solo unos meses de distancia, según muestran las mediciones del observatorio.
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"Este cambio tendrá efectos dominó en todo el sistema solar", dijo el físico solar Todd Hoeksema de la Universidad de Stanford en un comunicado .
Hoeksema es el director del Observatorio Solar Wilcox de Stanford , uno de los pocos observatorios en todo el mundo que controla los campos magnéticos polares del sol.
El campo magnético del sol cambia la polaridad aproximadamente cada 11 años durante el pico de cada ciclo solar a medida que el dinamo interno del sol se reorganiza.
Esta próxima inversión, que será solo la cuarta observada desde que comenzó el seguimiento en 1976, marcará el punto medio del Ciclo Solar 24 .
Durante una inversión del campo magnético, "los campos magnéticos polares del sol se debilitan, van a cero y luego emergen nuevamente con la polaridad opuesta", explicó el físico solar Phil Scherrer, también en Stanford, en el comunicado.
Los científicos ya están viendo señales de que se está produciendo la inversión, y esta vez hay un giro: los datos de Wilcox muestran que los dos hemisferios del sol están extrañamente desincronizados, con el Polo Norte ya empezando a cambiar y el Polo Sur a punto de ponerse al día. Eso significa que por ahora, al menos, el sol tiene efectivamente dos polos sur.
Pronto ambos polos deberían estar completamente invertidos. "Parece que estamos a no más de tres o cuatro meses de una reversión de campo completa", dijo Hoeksema.
El Observatorio Solar de Wilcox ha estado observando el campo magnético solar desde 1975, y sus científicos han estado convirtiendo esas medidas numéricas en un mapa que ahora se puede ver en línea .
"Lo que realmente nos alegra es que nunca hemos cambiado o mejorado [el observatorio]", dijo Scherrer en una entrevista el miércoles. "Es el único instrumento en el mundo en el que puede mirar hacia atrás durante más de 40 años y saber que está midiendo lo mismo. Eso nos permite comparar campos de un ciclo a otro".
¿Qué significa una inversión?
Una inversión del campo magnético del sol tendrá consecuencias en todo el sistema solar, ya que el dominio de la influencia magnética del sol, llamada heliosfera, se extiende mucho más allá de Plutón. Los cambios en la polaridad del campo se extienden hasta las sondas Voyager , que se dirigen hacia el espacio interestelar.
Dibujo de Robert Krulwich Dibujo de Robert Krulwich
Esto es un poco de sol. Está hecho de pura energía. No tiene masa, nada que puedas sostener, tocar o (con precisión) dibujar. Se llama fotón. Algunos piensan que es un pequeño paquete de paquetes de energía.
Dibujo de Robert Krulwich Dibujo de Robert Krulwich
Pero, al ser energía pura, va tan rápido (a la velocidad de la luz) que su verdadera naturaleza es difícil de detectar, a menos que se tope con algo. Aquí está chocando con un átomo, elevando los electrones a órbitas más altas y más energéticas ...
Dibujo de Robert Krulwich Dibujo de Robert Krulwich
... y luego, un instante después, esos electrones se relajan, la energía se libera y, ¡ay, nuestros fotones vuelven a apagarse! Esto es lo que hacen los fotones: pasan de un átomo a otro, se absorben y escupen, se absorben y escupen. Para aquellos de ustedes que les gustan las especias en sus vidas, sean agradecidos de no ser un fotón, especialmente cuando recuerdan que la mayoría de los fotones se reúnen en grupos densos de plasma en llamas llamados estrellas.
Las estrellas están tan apretadas que los átomos se trituran, sus electrones se desprenden para formar vastas nubes de electrones que flotan libremente. Entonces, si eres un fotón típico, pasas la mayor parte de tu tiempo golpeando electrones tras electrones. Fwwaaack! Fwwaack! Fwwack! Tu energía es absorbida, luego liberada. Es posible que puedas volar a la velocidad de la luz, pero debido a que estás atrapado en medio del sol, cuando terminas con un electrón, puedes girar menos de 1/63 de pulgada antes de que te absorban de nuevo. .
Dibujo de Robert Krulwich
Si alguna vez hubiera un fotón tímido, uno al que no le gustaban las multitudes, imagino que anhelaría escapar del crujido loco de los electrones. Lo veo en lo profundo del sol, arrastrándome más y más cerca de la superficie, electrón por electrón, hasta que, con un poco de suerte, se ve arrastrado por una de esas gigantescas llamaradas solares y luego arrojado ...
... Whoosh! ... a través de la tranquila y vacía carretera del espacio, avanzando a toda velocidad a una loca 670,616,629 millas por hora, gratis, por fin libre, como un feliz caballo de carreras.
Esto le sucede a los fotones reales. Algunos se liberan de sus estrellas, escapan al espacio como la radiación solar. Y si chocan contra la Tierra, los llamamos "rayos del sol", y cuando vamos a las playas, nos acostamos y nos frotamos con lociones, esperamos que golpeen los átomos y nos calienten.
Pero considera esto: no apreciamos cuánto tiempo tarda la luz solar en escapar del sol. Cada rayo de sol que calienta tu piel tiene una larga historia: maravillosamente, fantásticamente, ridículamente larga. La próxima vez que estés en la playa mirando hacia arriba, piensa en esta historia.
Fotografía de Tom Murphy, Fotografía creativa de National Geographic por Tom Murphy
Imagina un fotón
Empecemos por el centro del sol, donde hace mucho calor (10 millones de kelvins). Aquí, los átomos de hidrógeno se chocan entre sí tan fuerte que sus protones se fusionan y forman helio, y con cada choque, se liberan pequeños trozos de energía pura. Esos son nuestros héroes, los fotones.
En el medio del sol lleno de gente, un fotón solo puede moverse un poco antes de chocar con otro átomo. No sabemos realmente cuán denso es allí, pero los científicos creen que nuestro héroe fotónico volará entre una décima de milímetro (cuatro milésimas de pulgada) y un centímetro (cuatro décimas de pulgada) antes de su próximo choque. Es un paso increíblemente pequeño teniendo en cuenta que nuestro fotón tiene que viajar 700,000 kilómetros para llegar al borde del sol.
Dibujo de Robert Krulwich
Eso es casi el doble de la distancia de la Tierra a la Luna. Entonces, ¿cuántos pasos es a la superficie?
La pesadilla comienza
No quieres saber. Porque aquí está la pesadilla: cuando un fotón sale de un átomo, puede ir en cualquier dirección. Puede subir hacia la superficie del sol. O volver al centro del sol. O de lado. O de cualquier manera. Sus movimientos son totalmente aleatorios.
Los matemáticos tienen un nombre para esto: un paseo de borrachos. Describe a un tipo tan borracho que cada paso que da es totalmente arbitrario, y los matemáticos han descubierto cuánto le tomaría a este tipo, que es totalmente blotto, pasar del punto A (farola número uno) al punto B (farola número dos) .
Dibujo de Robert Krulwich
La respuesta, escribe Richard Gaughan para el sinónimo del blog , es "que si su punto de inicio y su final están separados por 10 pasos, le tomará, en promedio, 100 pasos [no dirigidos] para llegar allí, es decir, 10 al cuadrado". Diez veces los pasos requeridos.
Dibujo de Robert Krulwich Dibujo de Robert Krulwich
Lo mismo ocurre con nuestro fotón. En el momento en que haya zigged, luego se haya desenclavado, se haya nagged y luego se haya quitado su camino hacia la orilla del sol, habrá tenido miles de millones, quizás billones de colisiones en todas direcciones.
Entonces a nuestra gran pregunta: ¿cuánto tiempo tomará?
49 billones de billones de colisiones
Bueno, podemos resolver esto. Si asumimos que el sol está lleno de electrones, y cada pequeño "paso" es una décima de milímetro, para ir directamente desde el centro del sol hasta el borde se tomarán 7 billones de pasos.
Dibujo de Robert Krulwich Dibujo de Robert Krulwich
Pero como nuestro fotón es un borracho, su verdadero camino tomará el cuadrado de 7 billones de pasos, lo que representa 49 billones de billones de colisiones antes de que llegue a la superficie. Incluso moviéndose a la velocidad de la luz, eso llevará, más de medio millón de años.
Medio millón de años!
Eso es mucho tiempo para esperar a convertirse en sol.
O ...
Por otro lado, si asumimos un sol un poco más vacío, con la distancia de desplazamiento entre los electrones un centímetro entero más grande, que funciona en menos pasos (solo 490 billones de billones de dólares) a la superficie del sol, y que a su vez funciona para viajar ese camino. dura aproximadamente 5,000 años.
5,000 años?
Pero incluso 5,000 años es mucho tiempo. Un fotón creado hace 5.000 años que aterrizó en la Tierra comenzó hoy su viaje virtual alrededor del tiempo en que se construyeron las grandes pirámides en Egipto.
Si eliges pensar en la luz del sol de esta manera (y me doy cuenta de que los fotones no tienen personalidad y, estrictamente hablando, no pueden ser personajes de un drama), pero si dejas que el poeta en ti baile un poco, puedes ir a la playa este fin de semana, sentir la luz del sol en tu cara y pensar cuánto tiempo tardó en pasar eso.
Y ya sea que estés recibiendo un golpe de calor que tiene medio millón o 5,000 años de antigüedad, recuerda esto: Hace aproximadamente ocho minutos, esos fotones aún formaban parte del sol, aún golpeando su camino a través de densas multitudes de electrones. Pero una vez que se lanzaron al espacio, corrieron a través del cosmos a la velocidad de la luz, con el viento en su cabello de fotones, y ocho minutos más tarde, golpearon la Tierra y, después de saltar a través de nuestra atmósfera, se colocaron sobre ti.
Sí, los fotones tardaron un tiempo ridículamente largo en llegar al borde del sol, pero ¿ese último salto hacia ti?
Fue corto Locamente, alegremente corto.
Gracias a Aatish Bhatia por intentar ayudarme con la física. Si cometí errores, son míos, no de él, pero como un buen amigo, trató valientemente de no meterme en problemas. Para aquellos de ustedes que desean una mirada más densa a las matemáticas, recomiendo " Pregúntele al científico espacial", de la NASA, donde el Dr. Sten Odenwald concluye: "... se necesita mucho tiempo para que la luz salga del interior del sol". par de párrafos ...
“El interior del sol es un plasma hirviente con una densidad central de más de 100 gramos / cc. Los átomos, en su mayoría hidrógeno, están completamente despojados de electrones, de modo que la densidad de las partículas es de 10 ^ 26 protones por centímetro cúbico. Eso significa que la distancia típica entre protones o electrones es aproximadamente (10 ^ 26) ^ 1/3 = 2 x 10 ^ -9 centímetros. La "ruta libre media" real para la radiación está más cerca de 1 centímetro después de que se incluyen los efectos electromagnéticos. La luz recorre esta distancia en aproximadamente 3 x 10 ^ -11 segundos. Muy aproximadamente, esto significa que para viajar el radio del Sol, un fotón tendrá que tomar (696,000 kilómetros / 1 centímetro) ^ 2 = 5 x 10 ^ 21 pasos. Esto tomará, 5 × 10 ^ 21 x 3 x10 ^ -11 = 1.5 x 10 ^ 11 segundos o, dado que hay 3.1 x 10 ^ 7 segundos en un año, obtienes aproximadamente 4,000 años.
Algunos libros de texto se refieren a 'cientos de miles de años' o incluso 'varios millones de años' dependiendo de lo que se supone para el parche libre medio. Además, el interior del sol no tiene una densidad constante, por lo que los pasos que se toman en la mitad exterior del sol son mucho más grandes que en el interior profundo donde las densidades son más altas. Tenga en cuenta que si estima un valor para la ruta libre media que es un factor de tres más pequeño que 1 centímetro, ¡el tiempo aumenta en un factor de 10!
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