Mínimo de Maunder

El Mínimo de Maunder , también conocido como el "mínimo prolongado de manchas solares", fue un período comprendido entre 1645 y 1715 durante el cual las manchas solares se volvieron extremadamente raras. Durante el período de 28 años comprendido entre 1672 y 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 la actualidad durante un lapso de tiempo similar. ^{[ 1 ]}

El Mínimo de Maunder fue observado por primera vez por Gustav Spörer en publicaciones de 1887 y 1889, trabajo que fue transmitido a la Real Sociedad Astronómica de Londres y posteriormente ampliado por los astrónomos solares Edward Walter Maunder (1851-1928) y su esposa Annie Russell Maunder (1868-1947), quienes también estudiaron 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 tenía un título universitario, las restricciones de la época impidieron que su contribución fuera reconocida públicamente. ^{[ 6 ]} El término Mínimo de Maunder fue popularizado por John A. Eddy , ^{[ 7 ]} quien publicó un artículo fundamental en Science en 1976. ^{[ 8 ]}

El Mínimo de Maunder ocurrió dentro de la Pequeña Edad de Hielo , un largo período ( c. 1300 – c. 1850 ) de temperaturas europeas inferiores al promedio. ^{[ 9 ]} La menor actividad solar pudo 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 ]} 

El Mínimo de Maunder ocurrió entre 1645 y 1715, cuando se observaron muy pocas manchas solares. ^{[ 11 ]} Esto no se debió a una 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, a modo de ejemplo, en los años decenales (omitiendo los números de Wolf ): ^{[ 11 ]}

Durante el Mínimo de Maunder se observaron suficientes manchas solares como para 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 aparecieron en el hemisferio norte. Según la ley de Spörer , las manchas aparecen en latitudes altas al comienzo de un ciclo, desplazándose posteriormente a latitudes más bajas hasta alcanzar un promedio de aproximadamente 15° de latitud en el máximo solar. El promedio continúa descendiendo hasta aproximadamente 7° y, a partir de entonces, mientras las manchas del ciclo anterior se desvanecen, las manchas del nuevo ciclo comienzan a aparecer de nuevo en latitudes altas. La visibilidad de estas manchas también se ve afectada por la velocidad de rotación de la superficie del Sol en diversas latitudes.

La visibilidad se ve afectada en cierta medida por las observaciones realizadas desde la eclíptica . La eclíptica está inclinada 7° con respecto al plano del ecuador solar (latitud 0°).

En su influyente artículo, ^{[ 8 ]} John A. Eddy analizó los eclipses solares durante el Mínimo de Maunder. A partir de los relatos de testigos presenciales de los eventos de 1652 , 1706 y 1715 , concluyó que la corona solar era débil en intensidad y no estaba estructurada durante el Mínimo de Maunder. Sin embargo, no disponía de evidencia gráfica de estos eventos. Existían algunas representaciones de estos eventos en caricaturas políticas, monedas y medallas, pero casi con toda seguridad no fueron dibujadas por observadores que hubieran presenciado los eventos. Había dos grabados realizados por testigos del evento de 1706, pero estos se hicieron con fines comerciales y no por astrónomos profesionales. 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 pintadas por una astrónoma y observadora experimentada y hábil, Maria Clara Eimmart , hija del director de un observatorio ubicado en un bastión de las murallas del Castillo de Núremberg . Las pinturas coincidían 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 coincidió con las simulaciones de la corona F sin estructura, sin detectarse una corona K ordenada por el campo magnético, como se ha modelado para un flujo magnético coronal bajo. ^{[ 13 ]} Hayakawa et al. (2020) ofrecen una discusión completa de estas observaciones de la corona del mínimo de Maunder y cómo la corona K había regresado parcialmente para el momento del evento de 1715. ^{[ 12 ]}

El Mínimo de Maunder coincidió aproximadamente con la parte central 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. ^{[ 17 ]} La mejor hipótesis actual sobre la causa de la Pequeña Edad de Hielo es que fue el resultado de la actividad volcánica. ^{[ 18 ] [ 19 ]} El inicio de la Pequeña Edad de 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 los 80 años anteriores, ^{[ 20 ]} lo que sugiere que una disminución en la actividad solar no fue el principal impulsor causal de la Pequeña Edad de Hielo.

La correlación entre la baja actividad de manchas solares y los inviernos fríos en Inglaterra se ha analizado utilizando el registro de temperatura superficial más largo existente, el Registro de Temperatura de Inglaterra Central . ^{[ 21 ]} Una posible explicación de esto ha sido ofrecida por las observaciones del Experimento de Radiación Solar y Clima de la NASA , que sugieren que la emisión 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 la corriente 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 1683-84, 1694-95 y el invierno de 1708-09 . ^{[ 24 ]}

La actividad solar pasada puede registrarse mediante varios indicadores indirectos , incluidos el carbono-14 y el berilio-10 . ^{[ 25 ]} Estos indican una menor actividad solar durante el Mínimo de Maunder. La magnitud 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 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 enormemente facilitada por las reconstrucciones de los campos magnéticos solares y heliosféricos basadas en datos históricos sobre la actividad de tormentas geomagnéticas , que salvan la brecha temporal entre el final de los datos de isótopos cosmogénicos utilizables y el comienzo de los datos de naves espaciales modernas. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

Se han detectado otros mínimos históricos de manchas solares, ya sea directamente o mediante el análisis de isótopos cosmogénicos; entre ellos se incluyen el Mínimo de Spörer (1450-1540) y, en menor medida, el Mínimo de Dalton (1790-1820). En un estudio de 2012, se detectaron mínimos de manchas solares mediante el análisis de carbono-14 en sedimentos lacustres. ^{[ 28 ]} 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 ralentizó durante el profundo Mínimo de Maunder (1684). ^{[ 29 ]}

Durante el Mínimo de Maunder se observaron auroras aparentemente normales, 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 ocurrencia de auroras, al menos en latitudes geomagnéticas más bajas. ^{[ 32 ]} Dado que la latitud geomagnética es un factor importante en la ocurrencia 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 ver 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 remanente de manchas solares. En 2012 se propuso una explicación en términos de ciclos solares sobre la pérdida de flujo magnético solar. ^{[ 35 ]}

Los trabajos fundamentales sobre el mínimo de Maunder se han publicado en Estudios de caso sobre los mínimos de Spörer, Maunder y Dalton . ^{[ 36 ]}

• calentamiento global
• Máximo moderno
• Mínimo solar
• Mínimo de manchas estelares de Maunder

• Luterbach, J.; et  al. (2001). "El Mínimo de Maunder Tardío (1675–1715) – Un período clave para estudiar el cambio climático a escala decenal en Europa" . Cambio Climático . 49 (4): 441– 462. Bibcode : 2001ClCh...49..441L . doi : 10.1023/A:1010667524422 . S2CID 151098779 . 
• Soon, Willie Wei-Hock ; Yaskell, Steven H. (2003). El mínimo de Maunder y la conexión variable Sol-Tierra . River Edge, Nueva Jersey: World Scientific. ISBN 978-981-238-275-7.
• ¿Qué tiene de malo el sol? (Nada)
• Los polos solares se convertirán en cuadripolares en mayo de 2012 (Hinode).
• Barnard, L.; et  al. (2011). "Predicción del cambio climático espacial" . Geophys. Res. Lett . 38 (16): L16103. Bibcode : 2011GeoRL..3816103B . doi : 10.1029/2011GL048489 .

• HistoricalClimatology.com , más enlaces y recursos, actualizado en 2014.
• Red de Historia del Clima , red de climatólogos históricos, actualizada en 2014.