The recent anomalously weak polar field does not imply a weak field at solar cycle 25 minimum

Resumen Técnico: El reciente campo polar anomalamente débil no implica un campo débil en el mínimo del Ciclo Solar 25

Planteamiento del Problema
El Ciclo Solar 25 ha progresado más allá de su pico de número de manchas solares y es estadísticamente más fuerte que el Ciclo 24. Sin embargo, los datos observacionales del Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) en el Solar Dynamics Observatory (SDO) revelan un campo polar anomalamente débil, particularmente en el hemisferio norte, el cual ha estado disminuyendo desde mediados de 2025. Este declive es impulsado por una prominente oleada hacia el polo del flujo magnético. Dado que la fuerza del campo polar en el mínimo del ciclo solar sirve como precursor para la amplitud del ciclo subsiguiente (Ciclo 26), existe una preocupación significativa de que la actual debilitación indique un Ciclo 26 excepcionalmente débil. El problema central abordado es si esta disminución temporal a corto plazo del campo polar requiere un campo polar débil en el mínimo del Ciclo 25, o si la evolución a largo plazo se recuperará hacia un estado más fuerte.

Metodología
Los autores emplean un modelo de Transporte de Flujo Superficial (SFT, por sus siglas en inglés) acoplado con una predicción estadística de la emergencia de Regiones Activas (AR) para simular la evolución del campo magnético a gran escala del Sol durante el resto del Ciclo 25.

1. Predicción de la Emergencia de AR: El estudio adopta y refina el método de predicción estadística de Jiang et al. (2018) y Jiang (2020).

   • Números de Manchas Solares (SN): El perfil mensual de SN se modela utilizando la función de Hathaway et al. (1994) para la fase ascendente, con correcciones para la fase de declive basadas en Jiang et al. (2018). Se generan realizaciones aleatorias añadiendo ruido dependiente del tiempo derivado de la desviación estándar de los Ciclos 12–24.
   • Propiedades de las AR: Las AR bipolares se generan con tiempos de emergencia diarios aleatorios que satisfacen el recuento mensual de SN. Sus latitudes siguen una distribución gaussiana dependiente de la fase del ciclo (generando un diagrama de mariposa), y sus áreas siguen distribuciones específicas.
   • Ángulo de Inclinación y Flujo: El ángulo de inclinación sigue una forma lineal de la Ley de Joy ($\alpha = T_n|\lambda| + \sigma(A) \cdot X$). El estudio incorpora resultados observacionales actualizados para la dispersión de la inclinación (de Qin et al., 2025) y la extinción de la inclinación (tilt quenching, de Jiao et al., 2021), aplicando un factor de corrección de 0.7 para contabilizar los efectos de flujo de entrada (inflow). El flujo magnético se calcula basado en el área de la AR mediante una relación de ley de potencia de Qin et al. (2025).
   • Simulaciones de Conjunto (Ensemble): Se simulan 100 realizaciones aleatorias de la emergencia de AR para determinar la expectativa y el rango de incertidumbre (1$\sigma$) de la evolución del campo polar.

2. Modelo de Transporte de Flujo Superficial (SFT):

   • El modelo resuelve la componente radial de la ecuación de inducción en la fotosfera, incorporando rotación diferencial (Snodgrass 1983), flujo meridional (velocidad máxima de 13 m s$^{-1}$) y difusión turbulenta ($\eta_T = 450$ km$^2$ s$^{-1}$).
   • El campo inicial se establece utilizando el magnetograma sinóptico de HMI de la Rotación de Carrington (CR) 2309 (abril de 2026).
   • Las AR predichas se insertan como parches de flujo gaussiano bipolar con polaridades opuestas, separados por una distancia angular dependiente de su área.

3. Análisis de la Fuente: Para comprender el mecanismo específico detrás de la disminución del campo polar en 2026, los autores aíslan las AR que emergen en el hemisferio norte durante las CRs 2275–2285 (septiembre 2023–junio 2024). Realizan una simulación SFT dedicada utilizando únicamente estas AR (sin un campo inicial) para rastrear su contribución específica a la oleada hacia el polo.

Resultados Clave

• Predicción del Campo Polar en el Mínimo del Ciclo 25: A pesar del actual debilitamiento, las simulaciones de conjunto predicen que el campo polar en el mínimo del Ciclo 25 (final de 2031) será de $-5.62 \pm 1.61$ G en el norte y $5.51 \pm 1.48$ G en el sur.
• Comparación con el Ciclo 24: Estos valores predichos son aproximadamente 1$\sigma$ más fuertes que la fuerza del campo polar al final del Ciclo 24 (2.5 G). Consecuentemente, el momento dipolar axial se predice en $-2.70 \pm 0.76$ G, también más fuerte que el mínimo del Ciclo 24.
• Mecanismo de Debilitamiento Temporal: El análisis de la oleada hacia el polo que causa la disminución de 2026 revela que esta se origina de un grupo de AR de alta latitud (alrededor de 20$^\circ$) que emergen durante las CRs 2275–2285. Aunque estas AR de alta latitud generan oleadas prominentes hacia el polo de la polaridad líder que reducen temporalmente la fuerza del campo polar, no resultan en una contribución neta negativa para el campo polar final. La contribución colectiva de todas las AR, incluyendo las de menor latitud, resulta en un aumento neto del campo polar en el mínimo del ciclo.
• Estimación del Ciclo 26: Utilizando la relación precursora lineal $S_{n+1} = 58.7 D_n$ (Jiang et al. 2018), la amplitud del Ciclo 26 se estima en $158 \pm 45$. Esto sugiere que el Ciclo 26 será probablemente moderado y comparable al Ciclo 25 (que alcanzó un pico de 160.9), en lugar de ser excepcionalmente débil.

Significado y Reivindicaciones
El artículo afirma resolver la aparente contradicción entre las observaciones actuales de un campo polar débil y la fuerza esperada del siguiente ciclo solar. La significancia principal radica en demostrar que la evolución a corto plazo del campo polar no debe correlacionarse simplemente con las propiedades a largo plazo del campo magnético solar.

Específicamente, los autores aclaran que:

1. La oleada hacia el polo que causa la disminución actual es un efecto transitorio impulsado por AR de alta latitud que, a pesar de su impacto negativo temporal en la fuerza del campo, contribuyen con un aumento neto positivo al campo polar en el mínimo del ciclo.
2. Es poco probable que el actual campo polar débil conduzca a un mínimo débil del Ciclo 25 o a un Ciclo 26 excepcionalmente débil.
3. El método precursor SFT, al contabilizar las propiedades estadísticas de la emergencia de las AR y la naturaleza específica de la oleada hacia el polo, proporciona una predicción robusta de que el Ciclo 26 será probablemente un ciclo moderado, continuando la tendencia de recuperación del débil Ciclo 24.

Los autores señalan que, si bien la predicción para el Ciclo 26 es preliminar y está sujeta a incertidumbres en el método precursor (como los límites observacionales en latitudes altas y la naturaleza estocástica de las AR), la conclusión inmediata respecto al mínimo del Ciclo 25 es que el debilitamiento actual no es un precursor de un mínimo mayor o de un próximo ciclo significativamente débil.