Mínimo de Maunder

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

El Mínimo de Maunder, también conocido como el "mínimo prolongado de manchas solares", fue un período 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 40.000-50.000 manchas solares típicas que se ven en los tiempos modernos durante un período de tiempo similar.

El Mínimo de Maunder fue observado 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 y 1894, y citó los dos artículos anteriores escritos por Gustav Spörer. Debido a que Annie Maunder no había recibido un título universitario, las restricciones en ese momento hicieron que su contribución no fuera reconocida públicamente. El término Mínimo de Maunder fue popularizado por John A. Eddy, quien publicó un artículo histórico en Science en 1976.

El Mínimo de Maunder se produjo dentro de la Pequeña Edad de Hielo, un largo período de temperaturas europeas inferiores a la media. La actividad solar reducida 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.

Observaciones de manchas solares

El Mínimo de Maunder ocurrió entre 1645 y 1715 cuando se observaron muy pocas manchas solares. 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 Observatoire de Paris, 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):

Durante el Mínimo de Maunder, se observaron suficientes manchas solares para que se pudieran determinar ciclos de 11 años a partir del conteo. 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. De acuerdo con la ley de Spörer, las manchas aparecen en latitudes altas al comienzo de un ciclo, luego se mueven a latitudes más bajas hasta que alcanzan un promedio de 15° de latitud en el máximo solar. Luego, el promedio continúa descendiendo hasta aproximadamente 7° y, después de eso, mientras se desvanecen los puntos del ciclo anterior, comienzan a aparecer nuevamente puntos del ciclo nuevo 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 solar (latitud 0°).

Eclipses durante el mínimo de Maunder

En su influyente artículo, John A. Eddy habló sobre los eclipses solares durante el Mínimo de Maunder. A partir del texto de los informes de testigos oculares de 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 tenía a su disposición evidencia gráfica de estos eventos. Algunas representaciones de estos eventos estaban disponibles en caricaturas políticas y en monedas y medallas, pero es casi seguro que no fueron dibujadas por observadores que realmente presenciaron los eventos. Hubo dos impresiones hechas por testigos del evento de 1706 pero fueron hechas por razones comerciales y no por astrónomos entrenados. Luego, en 2012, Markus Heinz, de la Staatsbibliothek zu Berlin, descubrió dos pinturas del eclipse de 1706 que se sabía que existían pero que se creían perdidas. Fueron realizados por una astrónoma y observadora entrenada y hábil, Maria Clara Eimmart, la hija del director de un observatorio ubicado en un bastión de las murallas del castillo de Nürnberg. Las pinturas estaban en excelente acuerdo con la descripción detallada del texto del evento 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. 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 una corona K detectada ordenada por el campo magnético, como se ha modelado para la corona baja. flujo magnético. Hayakawa et al. brindan 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)

Pequeña Edad de Hielo

Comparación de números de puntos solares de grupo (top), observaciones de la Temperatura de Inglaterra Central (CET) y reconstrucciones y modelado de las Temperaturas del hemisferio norte (NHT). El CET en rojo son promedios de verano (para junio, julio y agosto) y en promedios de invierno azul (para diciembre del año anterior, enero y febrero). NHT en gris es la distribución de la cesta de las reconstrucciones paleoclimáticas (el gris del arqueador muestra valores de mayor probabilidad) y en rojo son de simulaciones modelo que representan variaciones solares y volcánicas. A modo de comparación, en las mismas escalas la anomalía de los datos modernos (después del 31 de diciembre de 1999) para el verano CET es +0.65 °C, para el invierno CET es +1.34 °C, y para NHT es +1.08 °C. Los datos Sunspot son como en los datos complementarios a y Central England Temperatura datos son como publicados por el Reino Unido Met Office.

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

La correlación entre la baja actividad de las manchas solares y los inviernos fríos en Inglaterra se analizó utilizando el registro de temperatura superficial más largo que existe, el registro de temperatura de la región central de Inglaterra. Una posible explicación de esto ha sido ofrecida por las observaciones del Experimento de Clima y Radiación Solar de la NASA, que sugieren que la producción de luz ultravioleta solar es más variable en el transcurso del ciclo solar de lo que los científicos habían pensado previamente. Un estudio de 2011 encontró que la baja actividad solar estaba relacionada con el comportamiento de la corriente en chorro, lo que resultó en inviernos templados en algunos lugares (sur de Europa y Canadá/Groenlandia) e inviernos más fríos en otros (norte de Europa y Estados Unidos). En Europa, ejemplos de inviernos muy fríos son 1683–84, 1694–95 y el invierno de 1708–09.

Otras observaciones

Eventos de actividad solar registrados en radiocarbono.

Graph mostrando proxies de actividad solar, incluyendo cambios en el número de manchas solares y la producción de isótopos cosmógenos.

La actividad solar pasada puede ser registrada por varios proxies, incluidos el carbono-14 y el berilio-10. Estos indican una menor actividad solar durante el Mínimo de Maunder. La escala de los cambios que resultan en la producción de carbono-14 en un ciclo es pequeña (alrededor del uno por ciento de la abundancia media) y se puede tener en cuenta cuando se usa 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 depósitos terrestres, como capas de hielo y anillos de árboles, ha sido de gran ayuda mediante reconstrucciones de campos magnéticos solares y heliosféricos basados en datos históricos sobre la actividad de tormentas geomagnéticas, que unen el intervalo de tiempo entre el final de los datos de isótopos cosmogénicos utilizables y el comienzo de los datos de naves espaciales modernas.

Otros mínimos históricos de manchas solares se han detectado 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 de carbono-14 en los sedimentos del lago. En total, parece haber habido 18 períodos de mínimos de manchas solares en los últimos 8000 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).

Durante el Mínimo de Maunder, las auroras se habían observado aparentemente con normalidad, con un ciclo regular de escala decenal. Esto es algo sorprendente porque el mínimo de la mancha solar de Dalton, más tardío y menos profundo, se ve claramente en la frecuencia de ocurrencia de las auroras, al menos en latitudes geomagnéticas más bajas. 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 un campo magnético determinado. latitud para las fechas anteriores. Los ciclos de escala decenal durante el Mínimo de Maunder también se pueden ver en las abundancias del isótopo cosmogénico berilio-10 (que, a diferencia del carbono-14, se puede estudiar con resolución anual), pero estos parecen estar en antifase con cualquier actividad remanente de manchas solares. 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 Casos de estudio sobre los mínimos de Spörer, Maunder y Dalton.