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Mínimo de Maunder

El Mínimo de Maunder mostrado en una historia de 400 años de números de manchas solares

El Mínimo de Maunder , también conocido como "mínimo prolongado de manchas solares", fue un período comprendido entre 1645 y 1715 durante el cual las manchas solares se volvieron extremadamente raras. Durante un período de 28 años (1672-1699) dentro del mínimo, las observaciones revelaron menos de 50 manchas solares. Esto contrasta con las típicas 40.000 a 50.000 manchas solares que se observan en los tiempos modernos durante un período de tiempo similar. [1]

El Mínimo de Maunder fue señalado por primera vez por Gustav Spörer en publicaciones de 1887 y 1889, trabajo que fue transmitido a la Royal Astronomical Society de Londres y luego ampliado por los astrónomos solares Edward Walter Maunder (1851-1928) y su esposa Annie Russell. Maunder (1868-1947), quien también estudió cómo cambiaban las latitudes de las manchas solares con el tiempo. Se publicaron dos artículos a nombre de Edward Maunder en 1890 [2] y 1894, [3] y él citó los dos artículos anteriores escritos por Gustav Spörer . [4] [5] Debido a que Annie Maunder no había recibido un título universitario, las restricciones en ese momento hicieron que su contribución no fuera reconocida públicamente. [6] El término Mínimo de Maunder fue popularizado por John A. Eddy , [7] quien publicó un artículo histórico en Science en 1976. [8]

El Mínimo de Maunder ocurrió dentro de la Pequeña Edad del Hielo , un largo período ( c.  1300  – c.  1850 ) de temperaturas europeas inferiores a la media. [9] La reducción de la actividad solar puede haber contribuido al enfriamiento climático, aunque el enfriamiento comenzó antes del mínimo solar y se cree que su causa principal es la actividad volcánica. [10]

Observaciones de manchas solares

Problema no resuelto en astronomía :
¿Qué causó el Mínimo de Maunder y otros grandes mínimos, y cómo se recupera el ciclo solar desde un estado mínimo?
(más problemas sin resolver en astronomía)

El Mínimo de Maunder ocurrió entre 1645 y 1715 cuando se observaron muy pocas manchas solares. [11] Esto no fue por falta de observaciones, ya que durante el siglo XVII, Giovanni Domenico Cassini llevó a cabo un programa sistemático de observaciones solares en el Observatorio de París , gracias a los astrónomos Jean Picard y Philippe de La Hire . Johannes Hevelius también realizó observaciones por su cuenta. Aquí está el total de manchas solares registradas, por ejemplo, en los años decenales (omitiendo los números de Wolf ): [11]

Durante el Mínimo de Maunder se observaron suficientes manchas solares como para poder determinar ciclos de 11 años a partir del recuento. Los máximos ocurrieron en 1676-1677, 1684, 1695, 1705 y 1718. La actividad de las manchas solares se concentró entonces en el hemisferio sur del Sol, excepto en el último ciclo cuando las manchas solares aparecieron en el hemisferio norte. Según la ley de Spörer , las manchas aparecen en latitudes altas al comienzo de un ciclo y posteriormente se mueven a latitudes más bajas hasta que alcanzan un promedio de aproximadamente 15° de latitud en el máximo solar. Luego, el promedio continúa descendiendo hasta aproximadamente 7° y después de eso, mientras las manchas del antiguo ciclo se desvanecen, nuevas manchas del ciclo comienzan a aparecer nuevamente en latitudes altas. La visibilidad de estos puntos también se ve afectada por la velocidad de rotación de la superficie del Sol en varias latitudes:

La visibilidad se ve algo afectada por las observaciones que se realizan desde la eclíptica . La eclíptica está inclinada 7° con respecto al plano del ecuador del Sol (latitud 0°).

Eclipses durante el mínimo de Maunder

En su artículo de gran influencia, [8] John A. Eddy analizó los eclipses solares durante el Mínimo de Maunder. A partir del texto de los informes de testigos oculares sobre los acontecimientos de 1652 , 1706 y 1715 , concluyó que la corona solar era débil en intensidad y desestructurada durante el Mínimo de Maunder. Sin embargo, no dispuso de ninguna evidencia gráfica de estos hechos. Algunas representaciones de estos acontecimientos estaban disponibles en caricaturas políticas y en monedas y medallas, pero es casi seguro que no fueron dibujadas por observadores que realmente hubieran presenciado los acontecimientos. Hubo dos impresiones realizadas por testigos del evento de 1706, pero fueron realizadas por razones comerciales y no por astrónomos capacitados. Luego, en 2012, Markus Heinz, de la Biblioteca Estatal de Berlín, descubrió dos pinturas del eclipse de 1706 que se sabía que existían pero que se creían perdidas. Fueron pintados por una astrónoma y observadora entrenada y hábil, María Clara Eimmart , hija del director de un observatorio ubicado en un bastión de las murallas del castillo de Núremberg . Las pinturas concordaban excelentemente con la descripción textual detallada del evento realizada por Johann Philipp Wurzelbau (también en Núremberg) y por el matemático y cartógrafo francés Jean de Clapiès y el astrónomo François de Plantade, quienes observaron el mismo evento desde la Torre Babote en Montpellier . [12] Esto confirmó la conclusión de Eddy sobre una corona débil y sin estructura durante el mínimo de Maunder y estuvo de acuerdo con las simulaciones de la corona F sin estructura, sin detección de corona K ordenada por el campo magnético, como se ha modelado para coronas magnéticas bajas. flujo. [13] Hayakawa et al. ofrecen una discusión completa de estas observaciones de la corona mínima de Maunder y cómo la corona K había regresado parcialmente en el momento del evento de 1715. (2020). [12]

Pequeña Edad de Hielo

Comparación del número de manchas solares de grupo (arriba), observaciones de la temperatura del centro de Inglaterra (CET) (centro) y reconstrucciones y modelos de temperaturas del hemisferio norte (NHT). Los CET en rojo son los promedios de verano (de junio, julio y agosto) y en azul los promedios de invierno (de diciembre del año anterior, enero y febrero). NHT en gris es la distribución de la canasta de reconstrucciones paleoclimáticas (el gris más oscuro muestra valores de probabilidad más altos) y en rojo son de simulaciones de modelos que tienen en cuenta las variaciones solares y volcánicas. A modo de comparación, en las mismas escalas la anomalía para los datos modernos (posteriores al 31 de diciembre de 1999) para el CET de verano es de +0,65 °C, para el CET de invierno es de +1,34 °C y para el NHT es de +1,08 °C. Los datos de manchas solares son los datos complementarios de [14] y los datos de temperatura del centro de Inglaterra son los publicados por la Oficina Meteorológica del Reino Unido [15]. Los datos NHT se describen en el recuadro TS.5, Figura 1 del informe AR5 del IPCC del Grupo de Trabajo 1. [dieciséis]

El Mínimo de Maunder coincidió aproximadamente con la parte media de la Pequeña Edad del Hielo , durante la cual Europa y América del Norte experimentaron temperaturas más frías que el promedio. Sin embargo, todavía se está evaluando si existe una relación causal. [17] La ​​mejor hipótesis actual sobre la causa de la Pequeña Edad del Hielo es que fue el resultado de la acción volcánica. [18] [19] El inicio de la Pequeña Edad del Hielo también ocurrió mucho antes del comienzo del Mínimo de Maunder, [18] y las temperaturas del hemisferio norte durante el Mínimo de Maunder no fueron significativamente diferentes de las de los 80 años anteriores, [20] lo que sugiere una disminución de la actividad solar no fue el principal factor causal de la Pequeña Edad del Hielo.

La correlación entre la baja actividad de las manchas solares y los inviernos fríos en Inglaterra se ha analizado utilizando el registro de temperatura superficial más largo existente, el registro de temperatura central de Inglaterra . [21] Una posible explicación de esto la han ofrecido las observaciones del Experimento de Clima y Radiación Solar de la NASA , que sugieren que la producción de luz ultravioleta solar es más variable a lo largo del ciclo solar de lo que los científicos habían pensado anteriormente. [22] Un estudio de 2011 encontró que la baja actividad solar estaba relacionada con el comportamiento de las corrientes en chorro , lo que resultaba en inviernos suaves en algunos lugares ( sur de Europa y Canadá/Groenlandia) e inviernos más fríos en otros ( norte de Europa y Estados Unidos). [23] En Europa, ejemplos de inviernos muy fríos son los de 1683–84, 1694–95 y el invierno de 1708–09 . [24]

Otras observaciones

Eventos de actividad solar registrados en radiocarbono.
Gráfico que muestra indicadores de la actividad solar, incluidos cambios en el número de manchas solares y la producción de isótopos cosmogénicos.

La actividad solar pasada puede registrarse mediante varios indicadores , incluidos el carbono-14 y el berilio-10 . [25] Estos indican una menor actividad solar durante el Mínimo de Maunder. La escala de cambios que resultan de la producción de carbono-14 en un ciclo es pequeña (alrededor del uno por ciento de la abundancia media) y puede tenerse en cuenta cuando se utiliza la datación por radiocarbono para determinar la edad de los artefactos arqueológicos . La interpretación de los registros de abundancia de isótopos cosmogénicos de berilio-10 y carbono-14 almacenados en reservorios terrestres, como capas de hielo y anillos de árboles, se ha visto muy facilitada por las reconstrucciones de los campos magnéticos solares y heliosféricos basadas en datos históricos sobre la actividad de las tormentas geomagnéticas , que unen la intervalo de tiempo entre el final de los datos de isótopos cosmogénicos utilizables y el inicio de los datos de las naves espaciales modernas. [26] [27]

Se han detectado otros mínimos históricos de manchas solares, ya sea directamente o mediante el análisis de los isótopos cosmogénicos; estos incluyen el Mínimo de Spörer (1450-1540) y, de manera menos marcada, el Mínimo de Dalton (1790-1820). En un estudio de 2012, se detectaron mínimos de manchas solares mediante el análisis del carbono-14 en los sedimentos de los lagos. [28] En total, parece haber habido 18 períodos de mínimos de manchas solares en los últimos 8.000 años, y los estudios indican que el Sol actualmente pasa hasta una cuarta parte de su tiempo en estos mínimos.

Un artículo basado en un análisis de un dibujo de John Flamsteed sugiere que la rotación de la superficie del Sol se desaceleró en el profundo Mínimo de Maunder (1684). [29]

Durante el Mínimo de Maunder, las auroras se observaron aparentemente con normalidad, con un ciclo regular a escala decenal. [30] [31] Esto es algo sorprendente porque el mínimo de manchas solares de Dalton, posterior y menos profundo, se ve claramente en la frecuencia de aparición de auroras, al menos en latitudes geomagnéticas más bajas. [32] Debido a que la latitud geomagnética es un factor importante en la aparición de auroras (las auroras de latitudes más bajas requieren niveles más altos de actividad solar-terrestre), se vuelve importante tener en cuenta la migración de la población y otros factores que pueden haber influido en el número de observadores de auroras confiables en una latitud magnética dada para las fechas anteriores. [33] Los ciclos a escala decenal durante el Mínimo de Maunder también se pueden observar en las abundancias del isótopo cosmogénico berilio-10 (que, a diferencia del carbono-14, se puede estudiar con resolución anual) [34] pero estos parecen estar en antifase con cualquier Actividad de manchas solares remanentes. En 2012 se propuso una explicación en términos de ciclos solares en la pérdida de flujo magnético solar .

Los artículos fundamentales sobre el Mínimo de Maunder se han publicado en Estudios de casos sobre los Mínimos de Spörer, Maunder y Dalton . [36]

Ver también

Referencias

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  3. ^ Maunder, EW (1 de agosto de 1894). "Un mínimo prolongado de manchas solares". Conocimiento . 17 : 173–176.
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Otras lecturas

enlaces externos