La actividad magnética del sol sigue un ciclo de 11 años. En el transcurso de un ciclo solar, la actividad magnética del sol va y viene. Durante el máximo solar, grandes manchas solares y regiones activas aparecen en la superficie del sol. Espectaculares bucles de plasma caliente se extienden por la atmósfera del sol y las erupciones de partículas y radiación se disparan hacia el espacio interplanetario. Durante el mínimo solar, el sol se calma considerablemente. Aparece una sorprendente regularidad en el llamado diagrama de mariposa, que describe la posición de las manchas solares en un gráfico de tiempo-latitud. Al comienzo de un ciclo solar, las manchas solares emergen en latitudes medias. A medida que avanza el ciclo, emergen cada vez más cerca del ecuador. Para explicar este "diagrama de mariposa, "Los físicos solares sospechan que el campo magnético profundo es transportado hacia el ecuador por un flujo a gran escala.

"En el transcurso de un ciclo solar, el flujo meridional actúa como una cinta transportadora que arrastra el campo magnético y establece el período del ciclo solar, "dice el Prof. Dr. Laurent Gizon, Director de MPS y primer autor del nuevo estudio. "Ver la geometría y la amplitud de los movimientos en el interior solar es esencial para comprender el campo magnético del sol, ", añade. Con este fin, Gizon y su equipo utilizaron la heliosismología para mapear el flujo de plasma debajo de la superficie del sol.

La heliosismología es para la física solar lo que la sismología es para la geofísica. Los heliosismólogos utilizan ondas sonoras para sondear el interior del sol, de la misma manera que los geofísicos usan los terremotos para sondear el interior de la Tierra. Las ondas sonoras solares tienen periodos cercanos a los cinco minutos y se excitan continuamente por convección cercana a la superficie. Los movimientos asociados con las ondas sonoras solares se pueden medir en la superficie del sol con telescopios en naves espaciales o en tierra. En este estudio, Gizon y su equipo utilizaron observaciones de ondas sonoras en la superficie que se propagan en dirección norte-sur a través del interior solar. Estas ondas son perturbadas por el flujo meridional:viajan más rápido a lo largo del flujo que en contra del flujo. Estas perturbaciones de tiempo de viaje muy pequeñas (menos de 1 segundo) se midieron con mucho cuidado y se interpretaron para inferir el flujo meridional utilizando modelos matemáticos y computadoras.

Porque es pequeño el flujo meridional es extremadamente difícil de ver en el interior solar. "El flujo meridional es mucho más lento que otros componentes del movimiento, como la rotación diferencial del sol, "Explica Gizon. El flujo meridional a lo largo de la zona de convección no es más que su valor máximo de superficie de 50 kilómetros por hora.

"Para reducir el nivel de ruido en las mediciones heliosísmicas, es necesario promediar las mediciones durante períodos de tiempo muy largos, "dice el Dr. Zhi-Chao Liang de MPS.

El equipo de científicos analizó, por primera vez, dos series de datos independientes de tiempo muy largo. Uno fue proporcionado por SOHO, el observatorio solar más antiguo del espacio operado por la ESA y la NASA. Los datos tomados por Michelson Doppler Imager (MDI) de SOHO cubren el período desde 1996 hasta 2011. Un segundo conjunto de datos independientes fue proporcionado por Global Oscillation Network Group (GONG), que combina seis telescopios solares terrestres en los EE. UU., Australia, India, España, y Chile para ofrecer observaciones casi continuas del sol desde 1995. "Se debe elogiar a la comunidad internacional de física solar por entregar múltiples conjuntos de datos que cubren los dos últimos ciclos solares, "dice el Dr. John Leibacher, ex director del proyecto GONG. "Esto hace posible promediar durante largos períodos de tiempo y comparar respuestas, que es absolutamente esencial para validar inferencias ".

Gizon y su equipo encuentran que el flujo es hacia el ecuador en la base de la zona de convección, con una velocidad de solo 15 kilómetros por hora (velocidad de carrera). El flujo en la superficie solar es hacia los polos y alcanza hasta 50 kilómetros por hora. El panorama general es que el plasma gira en un bucle gigantesco en cada hemisferio. Notablemente, el tiempo que tarda el plasma en completar el ciclo es de aproximadamente 22 años, y esto proporciona la explicación física del ciclo de once años del sol. las manchas solares emergen más cerca del ecuador a medida que avanza el ciclo solar, como se ve en el diagrama de mariposa. "Considerándolo todo, Nuestro estudio apoya la idea básica de que la deriva hacia el ecuador de los lugares donde emergen las manchas solares se debe a los flujos meridionales subyacentes, "dice el Dr. Robert Cameron de MPS.

"Queda por entender por qué el flujo meridional solar se ve así, y qué papel juega el flujo meridional en el control de la actividad magnética en otras estrellas, "agrega Laurent Gizon.