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La observación del sol

¡Atención, peligro grave! 

¡NUNCA DEBEMOS MIRAR AL SOL! El mero hecho de dirigir nuestra mirada directamente hacia el sol a simple vista durante unos instantes ya puede ser causa de un daño permanente a nuestros ojos y producirnos ceguera irreversible.

Nunca mires al sol

Nunca mires al sol directamente, ¡peligro de ceguera! (visioncore.es)

¡NUNCA DEBEMOS MIRAR AL SOL! El mero hecho de dirigir nuestra mirada directamente hacia el sol a simple vista durante unos instantes ya puede ser causa de un daño permanente a nuestros ojos y producirnos ceguera irreversible, de forma que la visión solar sin la protección adecuada a través de equipos ópticos como prismáticos o telescopios que multiplican el brillo solar y condensan sus rayos en un solo punto serían gravísimos de forma instantánea. Los medios “caseros” como gafas de sol o cristales ahumados no sirven para nada en estos casos. No debemos olvidar nunca que solamente podremos practicar la observación solar con materiales y equipos apropiados para tal fin y guiados en todo momento por personas que conozcan perfectamente dichos medios y su correcta utilización. En materia de observación solar, toda precaución es poca.

El Sol es una estrella más, pero aquella a la que orbita nuestro planeta la Tierra y por ello la más cercana e importante para nosotros, pues nos aporta la luz y el calor necesarios para la existencia de la vida humana y de casi todas las demás formas de vida del planeta. Es una esfera de gas ionizado (plasma), de unos 1’4 millones de km de diámetro y a una distancia media de unos 150 millones de km, distancia a lo que denominamos Unidad Astronómica. Su temperatura superficial es de unos 1800 K, pero su núcleo está a 15 millones de kelvin, temperatura a la cual se esta produciendo la reacción de fusión del hidrógeno en helio, reacción de la que procede toda la energía del Sol.

Estructura del Sol

Estructura del Sol (astrosigma.com)

Como se observa en la figura, el Sol consta tanto de una estructura interna formada por el núcleo y las zonas radiante y convectiva, que transportan al exterior la energía producida en el núcleo, y otra estructura más externa que es la que nos interesa como aficionados a la observación solar, pues son las capas que forman esta estructura las únicas que podemos observar. Estas capas exteriores son, por orden desde el interior al exterior, las siguientes: 1) Fotosfera, 2) Cromosfera y 3) Corona solar. Cada una de ella presenta características observables diferentes y también difieren en los equipos ópticos que hacen falta para su observación.

Manchas solares

Manchas solares en la fotosfera (SDO, NASA)

La palabra “fotosfera” significa “esfera de luz”, nombre muy apropiado pues se trata del punto a partir del cual los fotones son emitidos libremente debido a su baja densidad y por lo tanto supone la “piel” del Sol que emite “luz visible” que llega a nuestros ojos. Es la superficie visible del Sol (siempre, como hemos dicho, que se observe con los medios de protección adecuado y tiene unos 400 km de espesor.

 

El interés de la observación de la fotosfera radica en que ella podemos observar desde detalles finos como la granulación de la superficie o las fáculas (zonas más brillantes que el resto), hasta las mucho más visibles y llamativas Manchas Solares. Las manchas solares son áreas de la fotosfera que nos aparecen como más oscuras que el resto de la superficie solar debido únicamente a que están algo más frías (unos 4000 K) que ésta (5800 K), existiendo en muchas de ellas una zona de intersección, con temperatura y oscuridad intermedias, llamada penumbra.

 

A veces su tamaño puede ser superior incluso al de la Tierra. Se desplazan por la superficie solar debido al movimiento de rotación del Sol y van cambiando continuamente su fisonomía de forma parecida a la de los grandes eventos atmosféricos en nuestro planeta como borrascas, huracanes, etc, aunque su naturaleza es completamente distinta.

 

 

Umbra y penumbra

Umbra y penumbra en una mancha solar (JAXA)

La existencia de manchas solares se explica por el complicado mecanismo magnético del Sol. Al tratarse de una esfera de gas ionizado en rotación, el giro de sus cargas eléctricas genera un campo magnético de mucha más intensidad que el terrestre.

 

Pero la rotación del Sol es más rápida en el ecuador que en los polos, por lo que las líneas del campo magnético se retuercen, forman bucles, y originan lazos magnéticos en la superficie; esos lazos concentran en ciertos puntos las líneas de campo, dificultando el intercambio de calor en esos puntos, y originando un enfriamiento local que se traduce en la aparición de la mancha.

 

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Los últimos ciclos solares: actualmente estamos en el no 25 (McIntosh / RB)

En cuanto a su contabilización, las manchas suelen ser agrupadas en las denominadas Regiones Activas, que engloban a varias manchas solares muy cercanas entre sí. Son estas regiones las que se numeran oficialmente y quedan registradas por dicho número, más que las manchas individuales, que no reciben ninguna designación especial. Para dicha contabilización se suele usar el llamado “Número de Wolf” (R), una sencilla ecuación que da mucho peso al número de grupos existentes de manchas (G), más que al número de manchas individuales (M): R = 10xG + M.

 

Este número se viene contabilizando por los astrónomos a diario desde hace casi tres siglos, tiempo suficiente para darnos cuentas de que ese número sufre oscilaciones cíclicas de una duración media de 11 años. Ese es el denominado ciclo solar, y está asociado al cambio de polaridad norte-sur del campo magnético del Sol. El interés de seguir la evolución del número de manchas solares radica en que está relacionado con una mayor o menor actividad solar. Ésta se traduce a su vez en la posibilidad de “tormentas magnéticas” que podrían llegar a afectar a nuestras comunicaciones e incluso a las redes eléctricas de nuestro planeta, constituyendo en estos casos un problema a tener en cuenta.

 

Una forma segura de observar las manchas solares en la fotosfera son los equipos de tipo “Sunspotter” o “Solarscope”, muy usados en centros de divulgación y escolares, funcionan por reflexión mediante varios espejos, sin que haya que acercar el ojo a ningún ocular, puesto que la imagen solar se observa desde cierta distancia en una superficie del propio aparato. En cambio, nos parece poco recomendable el sistema de usar telescopios ya sean estos refractores o reflectores para formar imágenes proyectadas, ya que se concentra demasiado calor en el ocular, que puede dañarlo, y además siempre existe el riesgo de que alguien intente acercar el ojo al mismo.

Por lo tanto, además de los equipos mencionados en primer lugar, la mejor alternativa para emplear un sistema óptico inicialmente no diseñado para observar el sol, tanto en el caso de cámaras de fotos, prismáticos o telescopios, es dotar al objetivo (y no al ocular) o a la boca de entrada en el caso de reflectores, de un filtro solar homologado y aprobado para este uso. Uno muy conocido es la lámina solar Baader, que puede adquirirse ya montada sobre un soporte o bien para ser montada en uno construido por uno mismo. En cualquier caso, el cuidado siempre debe ser extremo.

La visión (o fotografía) del Sol con este tipo de láminas permite la observación de las manchas solares diferenciando incluso sus zonas de sombra y penumbra.

“Sunspotter” y “Solarscope”

“Sunspotter” y “Solarscope” (Wayne Schmidt)

Telescopios

Telescopios protegidos con lámina Baader

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Cromosfera solar visible durante un eclipse total (Wikipedia)

La cromosfera o “esfera de color” es exterior que la fotosfera, dando comienzo donde esta acaba. Es una capa transparente, difícil de observar por dicha razón, y es más caliente (10.000 K) y de mayor espesor (2.000-3.000 km) que la fotosfera. Con equipos adecuados y filtrando otras longitudes de onda, se puede observar un intenso color rojo correspondiente a una de las líneas características (línea H-alfa) del espectro del hidrógeno, principal componente del Sol. Las características más llamativas de la cromosfera se hacen visibles en el limbo solar a modo de pequeñas espículas y, fundamentalmente, de protuberancias correspondientes a erupciones solares.

 

Para observar la cromosfera solar será necesario, por lo tanto, un equipo especialmente diseñado para ello: un telescopio solar (algunas marcas conocidas: LUNT, Coronado). Por una parte estará suficientemente protegido de forma permanente desde el propio objetivo. Por otra, estará dotado de un sistema de filtros que permitan el ajuste de longitud de onda lo más exacto posible para captar la línea H-alfa del hidrógeno. Como en el caso de la corona solar, la cromosfera puede hacerse visible durante los eclipses solares totales.

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Corona solar visible durante un eclipse total (Wikipedia)

La corona solar es la parte más externa del Sol, una suerte de “atmósfera” tenue de muy baja densidad pero paradójicamente a un millón de grados de temperatura, debido a procesos complejos del campo magnético solar. Su débil brillo en comparación con el del resto del sol la hace generalmente invisible, existiendo equipos especiales para su observación con telescopios profesionales: los coronógrafos. La corona solar se convierte en visible a simple vista únicamente durante los escasos minutos que dura la fase de totalidad de un eclipse solar total. En las otras fases del eclipse, antes y después de la totalidad, hay que tomar las mismas precauciones que si el Sol no estuviera eclipsado.

Existen páginas webs en las que se puede consultar en tiempo real la actividad solar y su aspecto en el espectro visible incluyendo las manchas solares y regiones activas existentes en cada momento; el estado del sol forma parte de lo que se llama “clima espacial”. Una de estas páginas que podemos consultar es https://spaceweatherlive.com, que cuenta además con una aplicación móvil del mismo nombre, o bien la web del telescopio espacial Solar Dynamics Observatory (SDO). Otra app móvil que presenta la imagen del Sol actualizada en diferentes longitudes de onda es The Sun Now.

Mediante estas webs y aplicaciones podremos comparar en tiempo real las observaciones profesionales que encontramos en internet con las que estemos haciendo con nuestros propios equipos.