La estrella más cercana a nosotros, el Sol, nos permite estudiar detalles de la dinámica de la superficie de una estrella. La imagen 1 muestra una fotografía del Sol tomada con lo que se denomina un filtro solar de hidrógeno alfa. Los elementos que componen un objeto, cuando se les calienta lo suficiente, emiten luz proveniente de las transiciones atómicas de los elementos presentes. Esa es la esencia de la determinación de compuestos por espectrometría de emisión. El Sol, que tiene una composición dominada por el hidrógeno, cerca del 91% en volúmen, emite luz con una marcada emisión de luz debido a este elemento. De las líneas de emisión del hidrógeno, predomina la llamada línea alfa, Ha, que está en el rojo (656.28 nm, 1nm= nanometro=1×10^-9m) entonces, filtrando la luz que nos llega, por un filtro que sólo deja pasar el color de la línea Ha, nos permite ver los detalles de su superficie, tal como se aprecia en la figura 1. En esta figura se observan las características manchas solares, con estructura, que se compone por una zona bien oscura, la umbra, rodeada de líneas de un tono intermedio, la cual es la penumbra filamentosa, entre el oscuro del centro y el color exterior dado por la materia que rodea la mancha. Se ven las espículas, en especial en las cercanías de una mancha, así como otras estructuras filamentosas. En la imagen 3 se señalan algunas de estas estructuras.

En esta imagen 1, se ven también estructuras que corresponden a prominencias, pero que no se aprecian como tales por estar vistas de frente. En particular este día se muestra gran actividad solar y en esa región casi no se ve la típica estructura granular de la cromósfera.

La corona solar, que es la parte desde la cromósfera hacia el espacio, permite observar bien las prominencias solares, de la zona correspondiente al borde solar. La imagen 2, muestra algunas de ellas. Se agregó un círculo azul, que permite relacionar el tamaño de esas estructuras con el tamaño de nuestro planeta. Cuando las prominencias se separan de la cromósfera, son eyectadas hacia el espacio y nos llegan como incrementos notables de radiación. Cuando ocurre eso se llaman llamaradas solares (o fulguraciones o erupciones que liberan plasma solar hacia el espacio).

La siguiente imagen corresponde a la misma zona de la imagen 1, pero en blanco y negro, con el objeto de destacar las formas de las perturbaciones de la superficie solar.

Toda la radiación del Sol es emitida desde su superficie, es decir desde la cromósfera y existen modelos que describen su comportamiento, siendo el equilibrio entre las presiones y la interacción gravitacional las principales, en lo que se llama un equilibrio hidrostático. Sin embargo, este es un proceso dinámico, donde se producen movimientos como el de convección, característico de partículas que están sometidas a gradientes de temperatura, desde el interior hacia la superficie y viceversa. También hay movimiento en la superficie, entre el ecuador y sus polos. La energía se produce por reacciones nucleares de fusión que ocurren en el Sol, principalmente en las cadenas de fusión entre protones (hidrógeno) que se fusionan formando iones más pesados, liberando una pequeña cantidad de energía en cada fusión. Sin embargo, como ocurren muchísimas fusiones por unidad de tiempo, luego la suma de esas diferencias es una gran cantidad de energía total.
La propia estructura de la superficie del Sol es una evidencia de los procesos convectivos de la materia solar, entre la parte interior y la superficie. La fotósfera es toda superficie luminosa del Sol o de una estrella y la cromósfera es la capa justo sobre la fotósfera, que es visible sólo con un filtro especial, como el usado en aquellas imágenes tomadas para este artículo. En un eclipse solar total, la Luna tapa o bloquea ambas capas, fotósfera y cromósfera, permitiendo observar la Corona Solar, que es la zona de gases altamente ionizada entorno del Sol y que se extiende muchos kilómetros más allá de la superficie, en general de 10.000 a 25.000 km o más.

Las imágenes mostradas en este artículo fueron tomadas desde el sector de Los Niches, en Curicó, alrededor de las 11:30 AM el 10 de julio de 2024, usando un telescopio refractor de 80mm y un filtro solar de hidrógeno alfa, junto con una cámara fotográfica dedicada. Al igual que otras imágenes del sol, se saca una película de unos 1000 cuadros, en exposiciones de alrededor de 3.8 ms (ms=mili segundos=1×10^-3segundos) a 19 cuadros/segundo, luego se elige el mejor 5% de las imágenes, se suman y se analiza la imagen final. Para sacar la película se usa el programa SharpCap, luego se analiza cada foto y se apila el mejor porcentaje con Autostakkert. La superficie se analiza con RegiStax-6 o también con Imppg y la imagen final se edita usando GIMP. Todos programas de uso libre.

Complementos

El Sol mantiene un ciclo de actividad de aproximadamente 11 años, es decir durante ese período la cantidad de eventos solares, como aparición de manchas y todo lo que conlleva a este fenómeno pasa por un máximo cada 11 años y el presente año, 2024, coincide con uno de sus máximos. Debido a ello es posible observar muchas perturbaciones en su superficie. Lo anterior significa por otra parte que el planeta Tierra recibe el efecto del incremento de radiaciones emitidas desde el Sol debido a esta gran actividad. En nuestro planeta esto se refleja en problemas con la ionósfera, provocando perturbaciones en las redes de comunicaciones así como exceso de radiación sobre aquellos artefactos como satélites artificiales, que no cuentan con la protección total de la atmósfera. En lo estético significa mayor cantidad de auroras boreales y también australes, con particular espectacularidad.

La imagen C1, muestra una estructura compleja de manchas solares, captada desde Curicó, el día 20 de julio de 2024. Muchas de esas estructuras corresponden a prominencias, y algunas, posiblemente, a verdaderas erupciones, con eyección de material al espacio, partículas que algunas veces llegan hasta la Tierra.

El día 21 estuvo particularmente activo en términos de estas erupciones, las imágenes C2.1 a C2.3 muestran algunos ejemplos de esta actividad. Es importante señalar que cada una de esas erupciones supera con creces 5 a 8 veces el tamaño del planeta Tierra.

En la imagen C2.1, se observa además la evolución del conjunto gigante de manchas observadas el día 20, mostrada en la imagen C1. La serie de estas dos imágenes muestra la rápida dinámica solar, es decir, por ejemplo, que en 24 horas se producen cambios significativos de su superficie.

La siguiente imagen, la C2.2, muestra la actividad del borde entrante, es decir aquella que empezamos a ver en los próximos días. Como se aprecia en dicha imágen, el nivel de actividad parece mantenerse, como es de esperar porque la duración del período en máxima actividad dura varios meses. Notar esos cordones más oscuros, que no tienen nada de oscuros, simplemente es un tema de contraste en relación al brillo medio de la supercicie del Sol, son erupciones que ya vemos un poco más de frente.

La imagen C2.3, muestra otra erución, ahora en la cara entrante, parte superior, es de gran espectacularidad y se observa que llega a alturas bastante grandes respecto de la superficie solar.

Como se puede apreciar, es posible fotografiar el Sol y obtener imágenes de calidad, aún con un cielo de tipo bastante medio, en el día afectado por el exceso de humedad y nubosidad tipo neblina de la zona, pero también por presencia de humo. En la noche el mayor problema sigue siendo el humo y la enorme contaminación luminosa de la ciudad y su entorno. En muchos casos sobre el 50% de la luz de la ciudad se emite hacia el cielo en vez del suelo, es decir, se pierde, lo que es extremadamente ineficiente desde la perspectiva que es energía botada y también es iluminación perdida, afectando de manera significativa el entorno. En relación a este tema, ver el artículo de Astrocurcicó al respecto.

Como siempre, este material y mucho más estará disponible para la red educacional de la zona de Curicó que se relacione con Astrocuricó.