1. Velocidad de rotación del Sol
Por: Omar Torres Bernal
ABSTRACT
El proyecto a continuación explicado consiste en un análisis de manchas solares
mediante un software de análisis de imágenes, tomadas por el telescopio GONG, denominado
CLEA. Utilizando los datos obtenidos calcula la velocidad a la que se mueve el Sol y confirma la
rotación diferencial del astro.
INTRODUCCIÓN
Hace 4.500 millones de años se originó el Sol, la estrella que se sitúa en el centro de
nuestro sistema planetario. Se encuentra ahora en su secuencia principal, es decir, la etapa de
la vida de una estrella cuando esta se encuentra en equilibrio: la fuerza de la gravedad tiende a
contraer la estrella y la energía generada por las reacciones que se dan en el interior evitan
que colapse. Seguirá así hasta dentro de 5.000 millones de años, pero entonces se convertirá
en una gigante roja.
La observación del Sol se ha llevado a cabo desde tiempos de Galileo. La humanidad ha
observado los distintos fenómenos del Sol y gracias a ello tenemos una gran cantidad de datos
sobre nuestra estrella. Aun así cada vez son descubiertos más y más fenómenos que se dan en
el Sol y que suponen comprender mejor el universo en su totalidad.
Hemos descubierto que el Sol se divide, al menos teóricamente, en capas. Es en la capa
exterior donde se aprecian unas manchas, las manchas solares. Una mancha solar es una
región del Sol con una temperatura más baja que sus alrededores y con una intensa actividad
magnética. Una sola de ellas puede llegar a medir como el tamaño de la Tierra pero un grupo
de manchas puede alcanzar 120.000 km de extensión e incluso algunas veces más.
Analizando nuestra estrella se descubre que las manchas solares se mueven a distintas
velocidades según la latitud. La medición del desplazamiento de las manchas solares sobre el
Sol ha permitido deducir que no todo el Sol gira a la misma velocidad, puesto que no es un
cuerpo rígido, así en el Ecuador el periodo es de 25 días, a 40° de latitud es de 28 días y en los
polos es aún mayor. A esto se le conoce como rotación diferencial.
El objetivo de este proyecto ha sido calcular cuál es la rotación diferencial,
iniciándonos en el mundo de la ciencia y la observación astronómica. Se ha usado programas
especializados y así hemos comprobado cómo se lleva a cabo una investigación científica real.

2. PROCESO
Lo primero que se necesita para realizar mediciones son ciertas herramientas
especializadas. En nuestro caso han sido el telescopio GONG y el software CLEA. GONG
proporciona las imágenes y el programa CLEA es el encargado de analizar cada una de estas
imágenes y la posición de las manchas solares en cada una de ellas.
¿Qué es GONG?
La observación del Sol es tan importante para la comprensión de la estructura de las
estrellas que disponemos de numerosos artefactos dedicados al estudio de este. GONG es uno
de los telescopios que se dedican a esta tarea y proporciona imágenes tomadas al Sol.
Imagen 1 – Observatorio solar.
¿Qué es CLEA?
Es un software que mide el ratio de rotación del Sol en varias latitudes utilizando un
archivo de imágenes obtenidas en 2002 por el proyecto GONG. Permite a los usuarios acceder
a las imágenes de GONG, utilizarlas como imágenes o animaciones, medirlas, guardar las
posiciones de las manchas, situarlas mediante coordenadas y tiempo y determinar el periodo
de rotación de las manchas solares.
Imagen 2 – Software CLEA

3. El primer paso fue iniciar el programa y cargar un listado de 11 imágenes tomadas por
GONG en enero de 2002. Una vez cargadas todas las imágenes abrimos la primera de ella y
elegimos alguna de las manchas solares. Debíamos situar un marcador sobre esta mancha de
tal forma que quedase en el centro de esta y el programa registrase tanto la latitud como la
longitud en la que se encontraba. (Imagen 3)
Imagen 3 – Marcador en la mancha “A”
Además teníamos que asignar a la mancha un nombre, A, B, C, etc. Así permitíamos
que el programa hiciese un seguimiento del desplazamiento que experimentaba la mancha
cuando colocábamos un marcador sobre la misma mancha en el resto de las imágenes.
Una vez colocado marcadores en las 11 imágenes debíamos usar el programa para
analizar los datos obtenidos. Lo que obtenías de CLEA es una gráfica en la que se
representaban todas las posiciones por las que había pasado la mancha elegida en función del
tiempo, de tal forma solo teníamos que buscar la recta que se ajustase mejor a los datos
obtenidos. (Imagen 4)

4. Imagen 4 – Ajuste de la recta.
Si los resultados tenían que demostrar la rotación diferencial del Sol era necesario elegir otras
manchas, al menos 3, situadas a distintas distancias del ecuador solar: La mancha A muy cerca
de este, la mancha C un poco más alejada y la B más cercana a los polos.
El mismo proceso llevado a cabo con la mancha A, la primera, se debía repetir con otras dos
manchas y así se generaban 3 series de datos distintas y con ello 3 rectas distintas que debían
ser ajustadas. (Imagen 5)
Imagen 5 – El mismo proceso con más manchas solares.

5. ANÁLISIS
En las funciones obtenidas se aprecia claramente cómo va cambiando la posición a medida que
pasan los días. Sin embargo, el dato que se desea encontrar son las velocidades a las que este
desplazamiento se produce. Por suerte, el programa contaba con esta posibilidad y genera una
tabla que recoge los datos recopilados de tal forma que la velocidad aparece reflejada en
grados de desplazamiento por día transcurrido. (Imagen 6)
Imagen 6 – Tabla con datos obtenidos.
La tabla nos ofrece los grados que se desplaza una mancha solar en un día. Para calcular
cuántos días tardaría en dar una vuelta completa y hallar así la velocidad expresada en días
necesarios para dar una vuelta completa tenemos que dividir los 360o de una circunferencia
completa entre los grados que se desplaza en un día.
360o
grados/día
Utilizando esta fórmula obtenemos las siguientes conclusiones:
La mancha A tarda 26,8 días en dar una vuelta completa. La mancha B tardará 28,45 días,
mientras que la mancha C, tardará 27,79. Estos datos concuerdan con los que suponíamos en
un principio: que en el ecuador tarda unos 26 días en dar una vuelta completa y que cerca de
los polos tardará hasta 30 días.
Por lo tanto podemos concluir que el Sol presenta una rotación diferencial de tal forma que el
material que se encuentra entorno al ecuador va más rápido que el que se encuentra en los
polos.
Omar Torres Bernal

6. BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS
-Imágenes GONG
-Software CLEA y manual adjunto.
http://www3.gettysburg.edu/~marschal/clea/Solarrotlab.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Mancha_solar
- http://www.iac.es/gabinete/difus/ciencia/soltierra/2.htm
- http://sohowww.nascom.nasa.gov/