Sarbani Basu es experta en Heliosismología. En su investigación busca determinar a partir de las oscilaciones del Sol su estructura y dinámica interna y cómo estas características cambian con la actividad solar. También estudia activamente otras estrellas, principalmente utilizando datos astrosismológicos obtenidos por la misión Kepler. Miembro del comité directivo del KASC (Kepler Asteroseismic Science Consortium), es la responsable del grupo de trabajo sobre estrellas en cúmulos de este consorcio internacional y además participa en la modelización de estrellas de tipo solar. Le interesa asimismo el uso de la sismología para estudiar las propiedades de la materia estelar. Su carrera científica comenzó en la India y continuó en Inglaterra, Dinamarca y los Estados Unidos, donde actualmente es profesora en la Yale University.
¿De qué modo el estudio de las estrellas mediante la Astrosismología hace avanzar e incluso podría revolucionar la Astrofísica?
La Astrosismología es el único medio disponible para sondear el interior de las estrellas. Las técnicas astrosismológicas permiten estudiar la estructura interna, los procesos físicos y el estado evolutivo de las estrellas para las que disponemos de datos sismológicos.
Las observaciones no sismológicas sólo nos dan cuenta de las propiedades globales de la estrella (como la temperatura superficial y el total de energía producida). Las deducciones sobre el interior dependen completamente de los modelos. Esto significa que si nuestros modelos son incorrectos nuestras deducciones lo serán también. La Astrosismología posibilita la realización de deducciones sobre la estructura estelar independientes de los modelos. Debe destacarse que actualmente es la única manera de poder medir con precisión suficiente la masa de las estrellas que no son binarias.
¿Cómo es posible a través del análisis de los cúmulos estelares incrementar nuestro conocimiento sobre las estrellas individuales?
Los cúmulos estelares son un buen sitio donde probar nuestras teorías sobre la estructura estelar y la evolución. Estrellas de distintas masas evolucionan con ritmos distintos. Pero todas las estrellas en un cúmulo tienen la misma edad y composición, y por consiguiente la estructura detallada de las estrellas, en particular la obtenida utilizando la Astrosismología, cuestionará la teoría de la evolución estelar. De esta manera los cúmulos estelares pueden ser utilizados para perfeccionar la teoría de evolución estelar, que por su parte nos ayudará a comprender las estrellas individuales.
Parece ser que los estudios sismológicos en el Sol y otras estrellas contribuyen a determinar las propiedades de la materia estelar. ¿Podría explicarnos cómo?
La Helio y la Astrosismología nos permiten calibrar nuestros modelos y determinar cuales son los parámetros físicos de entrada a nuestros modelos que mejor dan cuenta de los datos observacionales. Los cálculos de evolución estelar exigen mucha información externa, tales como los ritmos de las reacciones nucleares, las opacidades radiativas, la ecuación de estado, etc. que básicamente definen las propiedades del material estelar bajo condiciones de presión y temperatura distintas. Estas funciones determinan la estructura de los modelos y rigen su evolución. Los parámetros físicos de entrada se calculan teóricamente puesto que no es posible recrear las condiciones estelares en un laboratorio. La sismología permite determinar si estos supuestos de entrada dan cuenta de los datos. Si lo hacen, se puede aceptar que representan las propiedades de la materia estelar de un modo razonable. Si no, hay que rehacer los cálculos.
¿Es factible llegar a conocer el interior de otras estrellas con la misma precisión que el del Sol?
Es poco probable. Al poder observar en detalle la superficie solar, es posible obtener datos sobre las oscilaciones solares a una escala espacial pequeña. No podemos ver detalles en la superficie de otras estrellas, y muchos modos de oscilación son indetectables. Esto reduce la cantidad de datos que podemos obtener de ellas. Para el Sol hemos detectado oscilaciones que sondean el núcleo solar y otras que permiten distinguir las capas más superficiales. Para otras estrellas únicamente podemos detectar oscilaciones que sondean el núcleo.
Sin embargo, podemos estudiar el Sol únicamente en un momento dado de su evolución: el presente. Otras estrellas nos permiten estudiar cómo cambian con la edad. Por lo tanto, aunque no obtendremos datos suficientes para estudiar cualquier otra estrella al mismo nivel que el Sol, las estrellas examinadas como un todo nos enseñarán mucho sobre los diferentes estadios de la vida de una estrella.
¿De qué manera varían la estructura y la dinámica del Sol con la actividad solar?
La dinámica solar varía de un modo dramático durante el ciclo solar. Los cambios son mayormente vistos en los flujos zonales (se trata de bandas de flujos progradros y retrógrados paralelos al ecuador) así como en los flujos meridionales (que van del ecuador a los polos). La estructura en bandas de los flujos zonales cambia a lo largo del ciclo solar. Las bandas de latitudes bajas y medias avanzan hacia el ecuador, mientras que las bandas de latitudes altas lo hacen hacia los polos.
Un indicador de la peculiaridad del ciclo solar actual es que la migración hacia los polos todavía no se ha observado. El flujo meridional parece enlentecer cuando el Sol se vuelve más activo. La estructura latitudinal presenta también pequeños cambios.
Los cambios en la estructura interna solar son mucho más sutiles y más difíciles de detectar. Muchos de ellos parecen concentrarse en las capas menos profundas del Sol. Estos cambios están todavía en estudio. También hay indicios de cambios en la base de la zona de convección solar. En esta capa esperamos encontrar la huella de la dínamo solar, responsable de la existencia de un ciclo de actividad en el Sol.
¿Qué ocurre cuando el interior solar parece mantener las mismas condiciones pero cesa la presencia de manchas solares en la superficie?
¡Estamos intentando encontrar la respuesta a esta pregunta! Es probable que los campos magnéticos que provocan las manchas solares en la superficie sean barridos por los flujos hacia el interior solar para ser reciclados, pero no sabemos cuán correcto es este planteamiento.
XXII Canary Islands Winter School of Astrophysics
Annia Domènech
