Magnetogramas del lado oculto resueltos por polaridad basados en mediciones helioseísmicas

Por qué importa observar el lado oculto del Sol

Las tormentas del clima espacial procedentes del Sol pueden interrumpir satélites, redes eléctricas y comunicaciones por radio en la Tierra. Estas tormentas están impulsadas por regiones activas—zonas de magnetismo intenso—en la superficie solar. Vemos con claridad la mitad del Sol que mira a la Tierra, pero de la otra mitad estamos efectivamente ciegos. Este estudio presenta una nueva manera de inferir no solo la presencia, sino también la estructura magnética y la polaridad (orientación norte–sur) de las regiones activas en el lado oculto del Sol, usando las sutiles vibraciones de la superficie solar combinadas con mediciones de naves espaciales. Esto nos acerca a disponer de un mapa magnético solar de 360 grados en tiempo casi real.

Escuchando el interior del Sol

El Sol vibra constantemente con ondas sonoras que rebotan en su interior. Cuando estas ondas acústicas atraviesan regiones magnéticamente activas, sus tiempos de viaje se retrasan ligeramente. Redes de telescopios en la Tierra, como el Global Oscillation Network Group (GONG), registran estos movimientos superficiales y utilizan la «holografía helioseísmica» para reconstruir cómo se han perturbado las ondas en el lado oculto. Durante más de dos décadas, estas técnicas han revelado dónde existen fuertes regiones activas en el lado lejano, pero no podían decir con fiabilidad qué partes de esas regiones eran de polaridad positiva o negativa. Esa información faltante es crucial para modelar cómo el campo magnético del Sol se extiende hacia el espacio y para predecir las trayectorias de las erupciones solares.

Convirtiendo las ondulaciones sísmicas en mapas magnéticos

Para salvar esta brecha, los autores combinan datos helioseísmicos de GONG con mediciones magnéticas directas del instrumento SO/PHI a bordo de la nave Solar Orbiter, que ocasionalmente observa grandes porciones del lado oculto del Sol. Compilan un conjunto de datos de tres años (2022–2024) en el que los mapas sísmicos del lado lejano y los magnetogramas del lado lejano se solapan en espacio y tiempo. Un sistema de aprendizaje automático llamado FASTARR identifica primero los contornos de las regiones activas lejanas en los mapas sísmicos. Dentro de esos contornos, el equipo compara la intensidad de los desplazamientos de fase sísmicos—los pequeños cambios de tiempo en las ondas—con la fuerza del campo magnético medida. Al analizar cientos de miles de píxeles en 190 regiones activas, muestran que la señal sísmica sigue una relación no lineal y estable con el campo magnético subyacente: el desplazamiento de fase crece rápidamente con el incremento del campo en regiones débiles y luego se va saturando gradualmente en campos más fuertes. Esta curva calibrada les permite convertir cualquier mapa sísmico del lado oculto en un mapa aproximado de la intensidad del campo magnético.

Encontrando el más y el menos magnéticos

Saber cuán fuerte es el magnetismo es solo la mitad de la tarea; los modelos de clima espacial también necesitan conocer la orientación del campo magnético. El equipo explota un patrón simple pero potente: la mayoría de las regiones activas tienen dos lóbulos magnéticos principales de signo opuesto colocados lado a lado. Cuando examinan cómo varía la intensidad magnética inferida a lo largo de la longitud de una región, a menudo observan un perfil de doble pico claro—un pico por cada lóbulo. Al rotar cada región hasta su mejor alineación y ajustar dos jorobas suaves a ese perfil, pueden inferir dónde se sitúa la frontera entre polaridades y qué lado es el «adelantado» o «rezagado» en la dirección de rotación solar. Luego combinan esta información geométrica con la regla de polaridad de Hale—un patrón bien comprobado que indica qué polaridad debe liderar en cada hemisferio durante un ciclo solar dado—para asignar signos positivos y negativos de forma continua a lo largo de la región. El resultado es un mapa magnético del lado oculto resuelto por polaridad, suave, que puede compararse directamente con los magnetogramas de SO/PHI.

Poniendo el método a prueba en una gran tormenta

Los autores prueban su enfoque en un episodio dramático de mayo de 2024, cuando un cúmulo de grandes regiones activas produjo intensas llamaradas solares y erupciones dirigidas a la Tierra que condujeron a una de las tormentas geomagnéticas más fuertes del Ciclo Solar 25. A medida que regiones clave rotaron fuera de la vista terrestre y pasaron al lado oculto, su técnica helioseísmica continuó siguiendo el tamaño, la intensidad y la estructura de polaridad de los complejos magnéticos. En los casos en que Solar Orbiter proporcionó magnetogramas directos del lado lejano, los mapas reconstruidos concordaron bien con las formas observadas y los patrones de polaridad, captando cómo las regiones se fragmentaron y se debilitaron con el tiempo. Comparaciones cuantitativas muestran que el método reproduce la fuerza relativa y el signo del campo magnético con buena precisión, especialmente en las partes más fuertes de las regiones que son las más relevantes para el clima espacial.

Un paso hacia la predicción del clima espacial a escala solar completa

En esencia, este trabajo muestra que un análisis cuidadoso de las vibraciones solares, guiado por reglas físicas y validado por naves espaciales, puede recuperar tanto la intensidad como la orientación del magnetismo en la hemisferio que no podemos ver directamente. Al convertir mapas helioseísmicos del lado oculto en magnetogramas resueltos por polaridad con cadencia de seis horas, este método puede llenar un punto ciego de larga data en la monitorización solar. Cuando se combina con magnetogramas tradicionales del lado cercano, permite entradas de Sol completo más realistas para los modelos de la corona y del viento solar, mejorando nuestra capacidad para anticipar cuándo y cómo las tormentas solares afectarán a la Tierra y al resto del sistema solar.

Cita: Hamada, A., Jain, K., Strecker, H. et al. Polarity-resolved far-side magnetograms based on helioseismic measurements. Sci Rep 16, 13110 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42917-x

Palabras clave: clima espacial, magnetismo solar, helioseismología, regiones activas solares, Solar Orbiter