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Historia de la observación científica

Durante la mayor parte del tiempo que los seres humanos han estado sobre la Tierra, el Sol ha sido considerado un objeto de especial importancia. Muchas culturas antiguas adoraron al Sol y muchas más reconocieron su importancia en el ciclo de la vida. Aparte de su relevancia posicional para señalar, por ejemplo, solsticios, equinoccios y eclipses (véase Arqueoastronomía), el estudio cuantitativo del Sol data del descubrimiento de las manchas solares; el estudio de sus propiedades físicas no comenzó hasta mucho más tarde.

Los astrónomos chinos observaron manchas solares a simple vista ya en el año 200 a.C. Pero en 1611, Galileo utilizó el telescopio, recién inventado, para observarlas de modo sistemático. El descubrimiento de Galileo significó el comienzo de una nueva aproximación al estudio del Sol, que pasó a ser considerado un cuerpo dinámico, en evolución, y sus propiedades y variaciones pudieron ser, por tanto, comprendidas científicamente.

El siguiente avance importante en el estudio del Sol se produjo en 1814 como resultado directo del invento del espectroscopio por el físico alemán Joseph von Fraunhofer (véase Espectroscopia). Un espectroscopio divide la luz en las longitudes de onda que la componen, o colores. Aunque el espectro del Sol había sido observado ya en 1666 por el matemático y científico inglés Isaac Newton, la precisión del trabajo de Fraunhofer sentó las bases para los primeros intentos de una explicación teórica detallada de la atmósfera solar.

Parte de la radiación de la superficie visible del Sol (la fotosfera) es absorbida por el gas, algo más frío, que hay sobre ella. Sin embargo, sólo se absorben longitudes de onda de radiación particulares, que dependen de las especies atómicas presentes en la atmósfera solar. En 1859, el físico alemán Gustav Kirchhoff demostró que la falta de radiación en ciertas longitudes de onda del espectro solar de Fraunhofer se debía a la absorción de radiación por átomos de algunos de los mismos elementos presentes en la Tierra. Con esto, no sólo demostró que el Sol está compuesto de materia común, sino que también planteó la posibilidad de obtener información detallada sobre los objetos celestes mediante el estudio de la luz emitida por ellos. Éste fue el comienzo de la astrofísica.

El progreso en el conocimiento del Sol ha continuado gracias a la habilidad de los científicos para hacer observaciones nuevas o mejorar las anteriores. Entre los avances en instrumentos de observación que han influido de forma significativa en la física solar están el espectroheliógrafo, que mide el espectro de los rasgos solares individuales; el coronógrafo, que permite el estudio de la corona solar sin eclipses, y el magnetógrafo, inventado por el astrónomo estadounidense Horace W. Babcock en 1948, que mide la fuerza del campo magnético de la superficie solar. El desarrollo de cohetes y satélites ha permitido a los científicos observar la radiación en longitudes de onda no transmitidas a través de la atmósfera de la Tierra. Entre los instrumentos desarrollados para su uso en el espacio se encuentran los coronógrafos, los telescopios y los espectrógrafos sensibles a una radiación ultravioleta extrema y a los rayos X. Los instrumentos especiales han revolucionado el estudio de la atmósfera exterior al Sol. Ver Astronáutica.

En agosto de 2001 la NASA lanzó la sonda científica Genesis, rumbo a un lugar entre el Sol y la Tierra, en una región donde se equilibran las fuerzas gravitatorias de ambos cuerpos celestes. Era la primera misión espacial destinada a recuperar materia de más allá de la órbita de la Luna; la toma de muestras comenzó en diciembre de 2001, cuando se abrieron los colectores de la sonda. Tras un viaje de más de tres años, su regreso a la Tierra estaba previsto de forma que la cápsula que contenía las muestras fuera rescatada en el aire, antes de alcanzar la superficie terrestre, para evitar su posible rotura y consiguiente contaminación. Pero el 8 de septiembre de 2004 el sistema de paracaídas de la Genesis falló y la cápsula se estrelló en un desierto del estado de Utah, en Estados Unidos. A pesar de ello, tras los trabajos destinados a la recuperación de los restos de la cápsula y las muestras de su interior, se cree que será posible cumplir buena parte de los objetivos científicos fijados inicialmente para esta misión. A mediados de octubre de 2004 la comisión de investigación determinó como error más probable del accidente, un fallo en el diseño de uno de los sensores de deceleración de la cápsula, lo que habría impedido que se pusiera en marcha el sistema de apertura de los paracaídas.