Un equipo internacional compuesto por el doctor Sylvain G. Korzennik, investigador del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, y el doctor Antonio Eff-Darwich Peña, perteneciente a la Universidad de La Laguna y al Instituto de Astrofísica de Canarias, ha publicado un estudio pionero destinado a mejorar la comprensión de la estructura interna del Sol. El trabajo, publicado recientemente en la revista The Astrophysical Journal, destaca por el uso de series temporales heliosismológicas excepcionalmente largas, las cuales superan los veinticinco años de observaciones continuas, para analizar las capas más profundas de nuestra estrella.
La investigación se basa en la heliosismología, una disciplina que estudia los patrones de oscilación en la superficie solar a lo largo del tiempo. De manera análoga a lo que ocurre con un instrumento musical, las características de estas vibraciones dependen de las propiedades físicas del interior del Sol. Este trabajo se centra específicamente en la medición más precisa lograda hasta ahora de la tacoclina solar. Esta región es una capa de transición delgada situada a unos doscientos mil kilómetros bajo la superficie, donde las temperaturas alcanzan aproximadamente los dos millones de grados Celsius. Dentro de esta capa ocurre una intensa variación de la velocidad de rotación y tiene lugar la transición entre dos regímenes rotacionales distintos.
Esta dinámica es un fenómeno clave para comprender procesos fundamentales de la estrella. El campo magnético solar se alimenta de la fuerte cizalla rotacional y de la complejidad dinámica intrínseca de la tacoclina. Por lo tanto, la actividad magnética que se observa en la superficie del Sol, la cual se revela en el espectro ultravioleta extremo mostrando arcos coronales y regiones activas dominadas por el campo magnético, tiene su origen exacto en esta capa profunda del interior solar.
Al caracterizar esta capa con una precisión sin precedentes, el estudio aborda uno de los grandes desafíos de la física solar. Para conseguir esta exactitud, los investigadores analizaron datos combinados de tres instrumentos complementarios. En primer lugar, se utilizó la red terrestre GONG, operada por el National Solar Observatory, que cuenta con seis instrumentos en todo el mundo, estando uno de ellos localizado en el Observatorio del Teide. A esto se sumaron los datos del instrumento MDI a bordo del satélite espacial Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), una misión conjunta de la ESA y la NASA, y la información obtenida por el instrumento HMI a bordo del satélite Solar Dynamics Observatory (SDO), también perteneciente a la NASA.
El procesamiento de este enorme volumen de información requirió la aplicación de técnicas numéricas innovadoras diseñadas de manera específica para esta investigación. Entre ellas destaca el método de reconstrucción algebraica simultánea y la implementación de mallas computacionales que poseen una densidad radial mucho mayor de lo habitual. El uso de estas metodologías avanzadas permitió a los científicos mejorar sustancialmente la resolución de los resultados y, al mismo tiempo, mantener bajo control la amplificación del ruido observacional, un factor indispensable cuando se examinan estructuras tan sutiles y profundas.
Respecto a la magnitud de este hito científico, el doctor Antonio Eff-Darwich Peña señaló: “Todavía me resulta increíble que podamos explorar lo que sucede a cientos de miles de kilómetros bajo la superficie del Sol, que a su vez se encuentra a unos 150 millones de kilómetros de la Tierra”.
Más allá de su evidente relevancia para la física fundamental, este tipo de investigaciones resultan esenciales para avanzar en el conocimiento de la meteorología espacial, es decir, el monitoreo del impacto que tiene la actividad magnética solar sobre nuestro planeta. Al ser la responsable de los procesos que impulsan el ciclo de actividad de la estrella, la dinámica originada en la tacoclina emerge a la superficie y produce fenómenos como tormentas solares y eyecciones de masa coronal, eventos capaces de afectar gravemente a la infraestructura tecnológica de la Tierra.
Los resultados obtenidos revelan detalles inéditos sobre la morfología de la estrella. El estudio sugiere que la posición de la tacoclina muestra una discontinuidad entre las altas y las bajas latitudes, demostrando que la estructura interna es mucho más compleja de lo que la comunidad científica suponía hasta el momento, tal y como reflejan los modelos que ilustran cómo varía la velocidad de rotación con la profundidad y la latitud. Además, los datos indican que esta capa podría ser extremadamente delgada, con un grosor que posiblemente sea inferior al uno por ciento del radio solar.
Asimismo, la investigación exploró la existencia de posibles variaciones temporales en esta región profunda. Los autores concluyen que, si bien los datos disponibles hoy en día todavía no permiten detectar de manera definitiva cambios directamente asociados al ciclo de actividad solar, se hace patente la necesidad de continuar desarrollando estas herramientas analíticas. Solo así será posible profundizar en la dinámica interna del Sol y anticipar con mayor certeza los efectos de su actividad sobre nuestro planeta.
Sobre las repercusiones teóricas de estos hallazgos, el doctor Sylvain G. Korzennik afirmó: “Esta nueva medición desconcertará aún más a los teóricos y modelizadores cuando intenten explicar por qué la tacoclina es como es”.
