La carrera de las manchas solares

La filosofía de Aristóteles suponía que los objetos situados fuera de la Tierra, como el Sol, eran perfectos y no sufrían cambios. Sus ideas iban a predominar en Occidente durante siglos, unidas a la religión cristiana.

Numerosos escritos de civilizaciones orientales describieron manchas oscuras sobre la superficie solar, observadas a simple vista, aprovechando circunstancias favorables como el amanecer o atardecer o días con mucho polvo en la atmósfera. Generalmente se asociaban a cataclismos o cambios más o menos interesados. Como ejemplo podemos citar la narración china del 10 de enero de 375 d.C.: “Dentro del Sol había una mancha negra tan grande como un huevo de gallina. Por aquel entonces, el emperador había alcanzado ya la edad adulta, si bien la emperatriz K´ang-Xian continuaba llevando los asuntos del estado. Esto estaba en contra del código feudal y por consiguiente los defectos se manifestaron en el Sol.”

Por el contrario, en Occidente, similares informes fueron escasos, seguramente por prejuicios religiosos. Sin embargo, el único dibujo de estos primeros tiempos es el de John Worcester en 1128. En sus palabras: “En el tercer año de Lotario II, emperador del Sacro Imperio Romano Germánico, y del año 28 del rey inglés Enrique I, un sábado 8 de diciembre, dos esferas negras fueron visibles desde la mañana a la tarde, proyectadas sobre el disco solar”. Esos mismos días se observaron dichas manchas en Corea y, pocos días después, apareció una aurora boreal.

El descubrimiento del telescopio por el holandés Hans Lipperhey significó una herramienta esencial para el progreso de la Ciencia y de la Astronomía en particular. Enseguida los astrónomos enfocaron el nuevo instrumento a diferentes cuerpos celestes, también al Sol. Durante mucho tiempo, cuatro personajes se disputaron la primacía de haber observado las manchas.

Numerosos escritos de civilizaciones orientales describieron manchas oscuras sobre la superficie solar, observadas a simple vista. En Occidente fueron escasos

Johannes Fabricius y su padre David fueron los primeros en publicar sus observaciones en su obra De Maculis in Sole Observatis, et apparente earum cum sole conversione narratio, que apareció el 13 de junio de 1611.

Galileo Galilei fue el que mejor divulgó su existencia y realizó la mejor interpretación. Su primera mención a las manchas se encuentra en una carta fechada el 1 de octubre de 1611 y dirigida al pintor Ludovico Cigoli. También envió varios dibujos realizados del 3 al 11 de mayo en una carta a Maffeo Barberini, el futuro papa Urbano VII, el 2 de junio de 1612. Durante el verano de dicho año, observó frecuentemente el disco solar publicando sus observaciones en Istoria e Dimostrazione Intorno alle machie solare e Loro accidenti.

Las primeras observaciones de manchas por el jesuita Christoph Scheiner provienen de marzo de 1611 y fueron realizadas a través del humo de un incendio próximo. Ya con un telescopio describe las manchas en Tres Epistolae de Maculis Solaribus fechadas, respectivamente, el 12 de noviembre, 19 y 26 de diciembre (todas de 1611) y 16 de enero de 1612. Scheiner desarrolló la mejor técnica de observación, la proyección, y describió sus observaciones de manera magistral en su monumental obra De Rosa Ursina, publicada en 1626. Partidario de mantener el Sol incólume de imperfecciones, mantuvo agrias discusiones con Galileo. Para evitar problemas con sus superiores utilizó el seudónimo de Apeles.

En nuestros días, los Fabricius se llevarían el reconocimiento, Galileo la fama y Scheiner el premio al sufrimiento anónimo.

Sin embargo, hoy en día sabemos que ninguno de ellos fue el primero en cruzar la línea y quedarse con el premio. Thomas Harriot, recibió educación superior en la Universidad de Oxford, que concluyó en 1580. Poco después, en 1584, participó en una expedición a las colonias americanas, bajo la dirección de Walter Raleigh, realizando trabajos notables relacionados con la navegación y la lengua de los nativos de Virginia, el algonquino. De vuelta a su casa recibió el generoso patrocinio de William Percy, conde de Northumberland. Interesado por la óptica, compró un telescopio con el que realizó la primera observación de una mancha sobre el disco solar. Sucedió el 3 de diciembre de 1610, y en su corta descripción señala: “1610, Syon 8 de diciembre, sábado. La altura del Sol era de unos 7 ó 8 grados. Era un día con heladas y niebla, y de esta forma observé el Sol. Instrumento de 10 aumentos. Observé dos o tres veces. Una vez con el ojo derecho y otra con el izquierdo, todo en el espacio de unos minutos. Después el Sol se volvió demasiado brillante.” No se menciona en sus notas ninguna mancha, aunque en sus dibujos se ven claramente tres. Implicado en otros trabajos y observaciones astronómicas, no volvió a las observaciones solares hasta un año después. Así describía una observación posterior, el 1 de diciembre de 1611: “Vi tres manchas negras a través del telescopio de diez aumentos. La mayor tenía unos 2 minutos de arco, mientras que las otras eran algo así como de 1 minuto de arco.” Animado por los resultados prosiguió sus observaciones hasta reunir un archivo de 214 días que concluyó el 7 de junio de 1612 con un comentario que reconocía los límites de su empeño: “No podía ver más, aun mirando diligentemente, de lo que solía hacer antes.” A partir de entonces anotó solamente el número de manchas hasta su última observación, registrada en enero de 1613.

La técnica de observación directa le trajo problemas oculares y dolores de cabeza. Procedimiento que no es recomendable hoy en día en ningún caso. En alguna ocasión señaló el haber observado a través de un filtro.

Las notas y manuscritos de Harriot cayeron en el olvido y no fueron descubiertos hasta casi 200 años después por el astrónomo alemán Franz Xaver von Zach

Harriot no fue pionero tan solo con sus observaciones solares. El 26 de julio de 1609, cartografió la superficie lunar, cuatro meses antes que Galileo. Su gran amigo William Lower comentaba acerca de su dibujo de la superficie lunar: “Parece una tarta que mi cocinera me preparó la semana pasada, partes brillantes por aquí, partes oscuras por allí...” En el campo de la matemática desarrolló una fórmula para el cálculo del área de un triángulo esférico, varios símbolos matemáticos y una tabla para transformar números decimales a binarios.

Salvo un libro sobre su estancia en Virginia y su testamento, Harriot no publicó nada de sus descubrimientos. Sus notas y manuscritos cayeron en el olvido y no fueron descubiertos hasta casi 200 años después por el astrónomo alemán Franz Xaver von Zach, que en 1788 se dio cuenta de su importancia. Se encontraban en el antiguo establo del conde, desorganizados y en mal estado de conservación.

Harriot se merece el puesto preeminente en el descubrimiento que nos ocupa. En nuestros días, los Fabricius se llevarían el reconocimiento, Galileo la fama y Scheiner el premio al sufrimiento anónimo. Esta historia tiene su reflexión actual donde, desde hace muchas décadas, Publicar o Morir es la consigna dada a todos los científicos. ¿Alguien le encuentra la solución al debate sobre índices, factores, etc. para evaluar la investigación?

Manuel Vázquez Abeledo es investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y especialista en Física Solar. Ha escrito tres libros relacionados con el tema: La Historia del Sol y el Cambio Climático (Mc Graw-Hill Interamericana, 1998), El Sol, algo más que una estrella (Editorial Sirius, 2003) y The Sun recorded through the history (Springer, 2009), este último en colaboración con J.M. Vaquero.

Crónicas de AstroMANÍA es un espacio coordinado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), donde se publican relatos con el Universo como inspiración, desde anécdotas históricas relacionadas con la astronomía hasta descubrimientos científicos actuales. Un viaje literario por el espacio y el tiempo.