Los 5 misterios del sol - Angela Posada Swafford

El sol: frustrante, fascinante y lleno de misterios
Ángela Posada-Swafford/MUY INTERESANTE
Dossier/nota principal/14,320 caracteres sin contar con los recuadros
FRASE DESTACADA:
Nunca antes nuestras sociedades habían dependido tanto de esta estrella, y nunca antes había
sido tan urgente comprender la nueva ciencia de la heliofísica.
RECUADROS
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Según el ex agente de la CIA y la National Security Agency Edward Snowden, hace 14
años los gobiernos del mundo han estado preparándose para el Máximo Solar que
comienza en septiembre de 2013 cuando el sol despierte de su letargo cíclico de 11
años. Según Snowden, los documentos que él mismo filtró mencionan la vulnerabilidad
sin precedentes de la sociedad moderna ante el pulso electromagnético que se avecina causada por nuestra completa dependencia de la electrónica. Especialmente
vulnerables son los pequeños componentes de las unidades centrales de procesadores
de los ordenadores.
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Hay un sol dentro del sol: que el 70% del interior del sol gira como si fuera una bola
sólida, y que el otro 30% da vueltas caóticamente, demorando un mes para rotar una
vez, Y que donde se conectan los “dos soles”, es donde se genera el magnetismo.
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Fuimos diseñados por la naturaleza para ver en las longitudes de onda que el sol emite
más fuertemente. Por eso somos ciegos a los rayos X, y tenemos una parcialidad física
hacia el verde: el sol emite más luz verde que cualquier otro componente. La razón por
la cual las plantas son verdes no es que asimilen esta luz, sino todo lo contrario: la
clorofila absorbe el azul y odia el verde. Tanto, que lo rechaza, y lo que vemos al
observar un pastizal son las longitudes de onda que están siendo rechazadas.
Cada mil millones de años el sol se pone un 10% más caliente. Esto, de forma
consistente. Ha estado haciéndolo desde que nació, hace 4.57mil millones de años.
Nuestra deficiencia de vitamina D: ¿Nos hemos estado escondiendo demasiado del
sol? Hace 100 años éramos una especie agraria, al aire libre. El sol genera vitamina D en
nuestro organismo de forma tan poderosa, que 10 minutos es equivalente a tomar 200
vasos de leche. Pero el miedo al cáncer, nuestra vida en el interior de la casa nos ha
hecho temerle excesivamente al sol.
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RECUADRO/ LO QUE SE DICE DE ÉL
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Es una central nuclear: en su interior se da una alquimia extraordinaria, que transforma
el hidrógeno en helio y luz, con una energía que equivale a la detonación de 91 mil
millones de bombas H por segundo.
Es una esfera de rayos de 695,500 km: su campo magnético lo mantiene dentro de una
forma perfecta; solo existe una diferencia de 0,00075% entre sus rayos polares y
ecuatoriales.
Representa el 99.86% de la masa del Sistema Solar: Pesa el equivalente a 330,000
Tierras, lo cual lo coloca en la categoría de las enanas amarillas, que representan el 10%
de las estrellas de la Vía Láctea.
Su luz llega a la Tierra en 8 minutos y 19 segundos: gravita a 150 millones de
kilómetros, cerca de 12,000 veces el diámetro terrestre.
Su atmósfera es 1,000 veces más caliente que su superficie: complejos mecanismos de
transferencia de calor bombean la energía de los subsuelos solares para reinyectarla
dentro de su halo de gas.
Irradia en todos los colores: Nos parece amarillo, pero emite en todo el espectro, desde
los infrarrojos hasta los rayos X, pasando por los colores del arco iris.
Tiene mellizos por toda la galaxia: unas 100 estrellas habrían nacido con él en el
momento del desmoronamiento de una nube de gas y polvo.
Su actividad es influenciada por planetas: la gravedad de los planetas modifica la
circulación de los plasmas solares y sus ciclos de 11 años.
Fuentes: NASA, ESA, Stanford, MIT, Science et Vie, NCAR
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El sol. Nuestro reactor nuclear diabólico y aun incomprendido. Lleno de humores imprevisibles,
calmas perturbadoras, arranques de mal genio. Cada 11 años el polo norte y el polo sur
magnético intercambian sus posiciones, justo antes del comienzo del nuevo Máximo Solar, o
sea, en el umbral del período de actividad. Eso es lo que está sucediendo en este momento. Las
consecuencias de esta reorientación de magnetismo para la Tierra van desde inofensivas y
preciosas auroras, hasta tormentas solares que nos complican (e incluso amenazan) la vida. Eso
depende de qué tan fuerte, o qué tan suave sea ese máximo Solar.
Para sorpresa de los investigadores, el ciclo #24, en el que estamos embarcados, ha sido uno de
los más débiles en los últimos 100 años (desde que comenzáramos a medir el pulso cardiaco
solar). Hace poco, estudios de la Universidad de Stanford revelaron que la razón podría tener
que ver con un nuevo entendimiento sobre la forma en que fluyen las corrientes de plasma
entre el ecuador y los polos del sol. (Una especie de cinta transportadora que corre sobre y bajo
la superficie solar). No obstante, los expertos continúan aprendiendo, y no dan por descontada
una pataleta repentina.
Sol es una estrella tan fascinante como frustrante para los astrónomos que indagan dentro de
su anatomía interior, toman el pulso de sus erupciones y peinan sus cabellos invisibles de
campos magnéticos. Siglos de estudios y los últimos instrumentos espaciales nos han regalado
información sin precedentes -después de todo, este es el único astro cuyos fenómenos
podemos estudiar al detalle.
Hemos aprendido sobre su corazón, el cual, calentado a 15 millones de grados °C, transforma
cada segundo cuatro millones de toneladas de hidrógeno en helio y en luz. Sabemos que sus
campos magnéticos son los que presiden la circulación de toda la materia solar. Hemos medido
las negras manchas de su superficie, donde nacen destellos 10,000 veces más intensos que su
propia luz, y periódicamente auscultamos su fotostera, que escupe géiseres de plasma y
partículas hiperaceleradas.
Los expertos han ido aún más lejos: han comparado al sol con otras estrellas. Han hecho
modelos matemáticos cada vez mejores y más realistas. Han logrado ver las manchas solares
con una gran resolución, capturando con claridad pequeños penachos de unos pocos cientos de
kilómetros de altura. Incluso han reconstruido la actividad solar hasta millones de años atrás,
gracias a las piedras de la luna traídas por las misiones Apollo.
Sabemos que su influencia magnética (también llamada ‘heliosfera’) se extiende más allá de
Plutón, y que los cambios en su polaridad se sienten hasta en el umbral del espacio interestelar,
allá donde están las naves Voyager de la NASA.
Entonces, por un lado no nos podemos quejar. Desde el año 2000, lo que había sido un cuenta
gotas de descubrimientos solares, se convirtió en una inundación. Y una flotilla de seis satélites
(sin contar con los que vienen) dedicados únicamente al sol, ha suscitado preguntas
fascinantes: ¿Quién habría imaginado que existe un pequeño sol dentro del sol? ¿O que esa
extraña y recientemente hallada zona debajo de la superficie solar, la tacoclina, es la verdadera
responsable de la violencia de la estrella? ¿O que acabamos de pasar por el más raro de los
ciclos solares en 200 años, el cual aparentemente había puesto los frenos al calentamiento
global hasta este año? ¿Es realmente la cambiante brillantez del sol, y no nuestra actividad
humana, la que está alterando nuestra temperatura, o es ese un argumento creado por una
mala interpretación -deliberada o ignorante- de la ciencia solar moderna de vanguardia?
Aun así, a pesar de tener sus humores increíblemente bien documentados, el sol nos sigue
poniendo exasperantes misterios en el camino. Y ni siquiera los sabios más profundos en la
materia son capaces de predecir exactamente su comportamiento, o adivinar cuándo será la
próxima erupción. Irónicamente, ahora, cuando más herramientas tenemos para estudiar al sol,
es cuando más vulnerables somos a sus fenómenos, especialmente los electromagnéticos.
Nunca antes nuestras sociedades habían dependido tanto de esta estrella, y nunca antes había
sido tan urgente comprender la nueva ciencia de la heliofísica.
Por eso presentamos aquí los cinco misterios que se resisten a todas las investigaciones. Cinco
aparentemente insignificantes pero críticas lagunas de conocimiento que tenemos con respecto
a nuestro enigmático astro. Los cuales no solo traen locos a los investigadores, sino que afectan
profundamente el clima espacial y nuestro sistema planetario.
Primer misterio: ciclos y pulsos
Desde hace más de siglo y medio sabemos que cada 11 años en promedio, el sol se “activa”, es
decir, se cubre de manchas oscuras y bastante más frías (entre 3,000 y 4,000 °C) que el resto de
la superficie. Al principio del ciclo son unas pocas, están aisladas, y nacen en las latitudes altas,
pero con los años se van haciendo más numerosas (pueden formarse más de cien en un solo
día) y migran hacia el ecuador, para luego volver a desaparecer y sumirse en un nuevo período
de mínima actividad. Las manchas son regiones que contienen fuertes campos magnéticos que
vienen desde muy profundo y emergen a través de la superficie solar, causando ‘hervores’ en la
piel de la estrella. En otras palabras, las manchas son como “portales” que conectan el corazón
del sol con su atmósfera.
Uno imaginaría que cuando hay más manchas, puesto que éstas son más frías, el sol también
estaría más frío. Pero sucede todo lo contrario.
“Los grupos de manchas, especialmente aquellos con complejas configuraciones de campos
magnéticos, son por lo general el sitio donde se producen las erupciones solares, tsunamis de
radiación masiva que son escupidos periódicamente por la estrella”, dice Elizabeth Citrin, del
Solar Dynamics Observatory (SDO) en el Centro Espacial Goddard de la NASA. “Esta radiación
está compuesta de partículas de alta energía capaces de dañar satélites y causar apagones en
nuestros sistemas eléctricos”.
El fenómeno de los ciclos de las manchas está relacionado con la cambiante polaridad de la
estrella, cada 11 años.
¿Por qué cada 11 años? ¿Por qué migran hacia las regiones ecuatoriales? ¿Por qué un ciclo tan
predecible? Los cambios de polaridad en la Tierra, por ejemplo, no solo suceden cada tres
millones de años, sino que son irregulares en extremo. Los ciclos solares están de hecho
relacionados con eventos terrestres de todo tipo, incluyendo la posición de la corriente del
Golfo, que parece cambiar cada 11 años.
A nivel fundamental se sabe que esos ciclos dependen de la dínamo responsable de la actividad
magnética del astro, y que causa los llamados pulsos solares: Gracias a la nueva ciencia de la
heliosismología estamos aprendiendo que el sol tiene pulsos que van de arriba hacia abajo,
como si fuera un gigantesco parlante de discoteca. “De la misma manera que podemos adivinar
lo que pasa debajo de la superficie de nuestro planeta cuando sucede un terremoto, podemos
adivinar lo que pasa bajo la superficie solar por este rápido pulsar y estos movimientos internos
del plasma”, dice Dean Pesnell, físico del SDO.
Pero, ¿cuál es exactamente el mecanismo que dirige esos pulsos solares? ¿Son estos
movimientos los que acarrean las corrientes eléctricas que generan el campo magnético? ¿O
son otros, tales como la rotación del sol (más rápida en el ecuador que en los polos), la
convección, que transporta el calor del interior hacia la superficie, o la circulación de material
entre los meridianos y los polos?
En otras palabras, ¿cómo de semejante caos nace un ritmo tan regular como el de los 11 años?
Finalmente, aunque los científicos han estudiado la inversión de la polaridad del sol durante
décadas, el proceso aun no es bien entendido. Este cambio, que comienza en septiembre ya
tiene asombrados a los estudiosos porque uno de los polos está adelantándose al otro.
“El norte ya está en transición, mientras que el sur no ha empezado, y no entendemos por
qué”, dice Jonathan Cirtain, del Centro Espacial Marshall de la NASA.
Segundo misterio: cuando los ciclos se descarrilan
Puesto que estamos acostumbrados a este latido cardiaco solar de cada 11 años (aunque se
piensa que un ciclo normal puede estar entre los 8 y los 14 años), con sus ritmos y manchas
periódicas, cuando las cosas se descarrilan, no lo comprendemos. Eso fue lo que sucedió entre
1645 y 1750, en que el pulso del sol se detuvo por completo. Durante esos sesenta años su cara
estuvo desprovista de manchas. El período fue bautizado como el Mínimo de Maunder, y
coincidió con un momento en que Europa se sumió en un frío profundo.
Estos ‘paros cardíacos’ han sucedido 27 veces en los últimos 11,000 años, y no se sabe qué los
provoca, o si el sol sigue activo pero envuelto en un campo magnético demasiado débil para
producir las manchas.
Sin ir más lejos, hace cuatro años el sol demostró que es capaz de sorprendernos, ya que
permaneció en un mínimo de actividad durante bastante más tiempo del esperado, en contra
de todas las predicciones.
“Si aún no comprendemos la marcha normal del sol, menos aún vamos a entender estos
paros”, dice Paul Charbonneau, de la Universidad de Montreal, que trabaja con modelos
matemáticos del comportamiento solar. “Pensamos que podrían tener que ver con las
diferencias de rotación solar y los movimientos del plasma que originan el campo magnético”.
Tercer misterio: el gatillo de las erupciones
Las erupciones son los intensos resplandores repentinos seguidos de géiseres de plasma y
eyecciones de la masa de la corona, en forma de bucles dinámicos. La materia debajo de las
manchas solares, castigada por la alucinante fuerza de los campos magnéticos, parece ser la
fuente de energía detrás de estos fenómenos. A veces, un acceso de erupciones da lugar a algo
más violento, un eructo de mil millones de toneladas de plasma magnetizado que explota de la
estrella amillones de millas por horas, arremetiendo contra cualquier cosa en su camino. Es lo
que los expertos llaman eyecciones masivas de la corona.
Vista de cerca, los bucles de la corona son gigantescos arcos magnéticos llenos de plasma
caliente a temperaturas de más de un millón de grados Celcius. Están anclados en la densa
fotosfera, la superficie visible del sol, y son las partes fundamentales de la corona, que es el
halo que se puede ver rodeando al sol durante un eclipse.
Dicen los expertos que el problema aquí es hallar ese pequeño desequilibrio que va a
desencadenar la erupción.
Últimamente se han hecho películas que explican quizás parte de este desequilibrio: se cree
que las erupciones y eyecciones masivas están guiadas por un proceso llamado ‘reconexión
magnética’, durante el cual las líneas en el campo magnético del plasma se rompen y se
vuelven a unir a líneas que fluyen en la dirección opuesta.
En ese momento, la energía que ha estado acumulándose durante días o meses es liberada en
unos cuantos minutos. Y eso produce tanto calor, que podría explicar la diferencia de
temperatura entre la superficie solar (unos 5,600 °C) y la atmósfera solar (millones de grados).
Pero la pregunta persiste: ¿de dónde viene la chispa que desencadena la ruptura inicial de las
líneas del campo magnético? Y, ¿cómo se relacionan las erupciones con las eyecciones masivas
de la corona, exactamente? El problema es que, como no podemos observar directamente los
campos magnéticos a distancia, hemos de fiarnos de medidas indirectas, tales como la forma
de las corrientes de plasma.
Un modelo sugiere que las erupciones podrían nacer a partir de alguna inestabilidad justo bajo
la superficie solar. Y en ese caso, la energía magnética se transformaría en luz: los famosos
flashes luminosos. El segundo modelo propone lo contrario: que las líneas del campo magnético
se rompen en la atmósfera superior del sol, a más de 50,000 km de la superficie, iniciando una
perturbación magnética y propagándose hacia la superficie.
Los astrónomos aún están lejos de saber cuáles son las señales que anuncian el nacimiento de
una erupción; aunque sí saben que cuando se encuentran dos manchas solares de polaridad
inversa tienden a crear inestabilidades, y que los bucles en forma de “s” darán tarde o
temprano, luz a una erupción.
Y lo más espectacular: es posible que los arcos magnéticos de 400,000 km de altura en la
atmósfera solar podrían conectar entre sí a manchas solares que se hallen en hemisferios
diferentes.
Cuarto misterio: Aceleración del viento solar
La pregunta no ha sido resuelta: ¿Cómo la energía magnética de las erupciones se transforma
en energía cinética? Es decir, ¿cómo impulsa el sol los electrones, protones y iones de su
plasma caliente (que conforman el llamado ‘viento solar’) al espacio a casi la velocidad de la
luz?
Existen varios escenarios propuestos para explicar la aceleración de los protones, pero ninguno
ha sido aceptado del todo. Uno de los escenarios es que quizás las partículas son aceleradas por
la reconexión de las líneas del campo magnético en lo alto de la atmósfera solar. Otra nueva
hipótesis tiene que ver con los llamados “agujeros de la corona solar”, regiones donde las líneas
magnéticas, en vez de reconectarse con la superficie del sol, se extienden hacia afuera,
mezclándose con el viento solar y enviando partículas con tres veces más velocidad que de
ordinario.
En otro estudio, los expertos se centran en analizar la región donde las burbujas de un millón de
toneladas de plasma son eructadas por el sol a 2,500 kilómetros por segundo.
Las partículas que componen el plasma y el viento solar producen radiación en todas las
longitudes de onda del espectro electromagnético, desde el radio hasta el gama, aunque la
mayoría de las erupciones caen en rangos fuera del óptico, por lo que no son visibles al ojo
humano. Algunos modelos de ordenador intentan seguir su trayectoria, velocidad y
concentración, pero aún estamos lejos de tener un mapa al respecto. Y tampoco podemos
predecir las erupciones solares para anticipar sus consecuencias en la Tierra.
En 2010 la sonda Voyager 1 determinó que la velocidad del viento solar, en el lugar donde se
encontraba entonces el satélite (10.8 miles de millones de millas de la Tierra) es de cero. Es
decir, el punto en el que termina la influencia del sol.
Quinto misterio: ¿podría darse una mega-erupción?
Un estudio de investigadores japoneses de la Universidad de Kyoto se preguntaba, en la edición
de mayo de 2012 de la revista Nature, si podría darse en nuestra estrella una súper erupción
mil veces más potente que las normales. El equipo usó la sonda Kepler para observar 148 astros
similares en estructura al sol. Y descubrió 14 de estas monstruosas tormentas en estrellas de
mismo tipo que la nuestra -con una frecuencia de entre cada 800 a 5,000 años.
Ahora bien, ¿se aplica esta conclusión a nuestro sol? Las opiniones están divididas. Lo cierto es
que nadie se ha atrevido a modelar los efectos de una mega-erupción en la Tierra.
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Los efectos de los humores del sol en la Tierra
Dossier/misterios del sol (6,910 caracteres)
Ángela Posada-Swafford
Tendemos a ver el sol como un objeto plácido y dador de vida. Pero a media que lo estudiamos
entendemos que es también una entidad llena de caprichos, inestabilidades, cóleras y letargias
no siempre previsibles. Aprender a convivir con nuestra estrella, a meros 150 millones de
kilómetros de distancia, significa entender el efecto de su variabilidad sobre nuestra tecnología.
Especialmente ahora que los pilares de la sociedad moderna descansan sobre satélites y
ordenadores, vulnerables a las perturbaciones solares.
“De ahí el impulso que le hemos dado a la heliofísica, una relativamente nueva disciplina que
agrupa a la física solar, atmosférica, y magnetosférica, y que trata de determinar cómo el sol
está interconectado con el medio planetario y con todos los objetos del sistema solar”, explica
en una entrevista la astrofísica de la NASA Madhulika Guhathakurta. “Todo esto es lo que
llamamos el clima espacial”.
¿Entonces, qué tan amenazadores son, realmente, esos cinco misterios anteriormente descritos
(los pulsos, erupciones, eyecciones de la corona, el viento solar, y las mega-tormentas) para
nuestro diario vivir? Según los autores de múltiples estudios científicos, lo son, y mucho.
Especialmente, los tres que tienen que ver con las erupciones, las eyecciones masivas y las
mega-tormentas.
“Hace unos cuantos siglos no teníamos que preocuparnos por cosas tales como los protones
ultraenergéticos, los jets de rayos X, o las corrientes de plasma magnetizado”, añade
Guhathakurta. “Pero hoy en día todas esas partículas tienen consecuencias nefastas en las
tecnologías modernas. Las erupciones solares pueden causar pérdidas por trillones de dólares
en daños a líneas de alto voltaje y satélites fundidos o degradados. El punto es que el sol
siempre está produciendo tormentas, e incluso durante un mínimo de actividad en el ciclo solar
tenemos que prestar atención porque es tan impredecible que podría arrojarnos una enorme
tormenta geomagnética. Hay que tomar eso con la misma actitud con que uno se prepara para
un huracán”.
Los rayos disparados por el flash de una erupción cambian las propiedades de la ionosfera (la
capa superior de la atmósfera), lo cual puede bloquear la transmisión de mensajes de radio de
alta frecuencia utilizados por los pilotos de las fuerzas armadas, degradar la señal de los
satélites del sistema GPS que sirven la navegación aérea y marítima, o echar al traste la
sincronización de las telecomunicaciones.
Los protones acelerados acaban con los paneles solares de los satélites en órbita, y además
modifican el estado eléctrico de los componentes de los ordenadores de a bordo. Al mismo
tiempo, el plasma magnético solar, a contactar al terrestre, puede inducir una corriente
eléctrica (llamada tormenta geomagnética) capaz de dañar los cables de alta tensión y
desestabilizar las redes eléctricas de las que dependen los cables submarinos, los oleoductos,
las carrileras, y otro montón de infraestructuras. Lo que sucede es que, cuando el material solar
choca con el campo magnético de la Tierra, lo deja vibrando como si fuera una campana de
metal. Y esas vibraciones descienden a tierra en forma de corrientes que se meten dentro de
los transformadores de todas las redes eléctricas.
A eso se suma la miniaturización de los componentes electrónicos, que por su tamaño mismo
están expuestos a los insultos de los humores solares. Eso sí, el espectáculo es hermoso porque
también induce las más espectaculares auroras boreales y australes.
“Esta vulnerabilidad es algo que no habíamos anticipado cuando fuimos concibiendo nuestro
estilo de vida. Desarrollamos esas tendencias con demasiada rapidez sin tener en cuenta su
gran sensibilidad a los eventos espaciales”, observa Frédéric Clette, físico del Observatorio real
de Bélgica en la revista Science et Vie.
Las aerolíneas saben que cada vez que hay una tormenta solar deben cambiar sus rutas,
alejándolas de las regiones polares, porque es allí donde nuestro campo magnético tiende a
concentrar las partículas que vienen de afuera. A un costo de miles de dólares por vuelo, las
aerolíneas cambian las rutas y evitan que los pasajeros reciban una dosis ligeramente más alta
de radiación que durante un vuelo normal.
Hasta ahora, las tormentas solares han dejado sectores del mundo sin electricidad durante unas
horas, un día a lo sumo. Pero si la alineación del campo magnético terrestre con respecto a la
lluvia de partículas solares es menos benigna y nuestro planeta absorbe el golpe frontal de las
eyecciones masivas de la corona, podríamos quedar a oscuras durante semanas y meses.
Medicinas, alimentos perecederos, calefacción, estaciones de bombeo de agua y combustible,
reactores nucleares, hospitales, quedarían paralizados. Las telecomunicaciones cesarían casi
por completo y el colapso social habría comenzado. Si se pierde la electricidad se pierde todo lo
demás.
“La física del sol y la tierra no han cambiado mucho. Los que hemos cambiado somos nosotros”,
dice el ingeniero John Kappenman, quien durante décadas ha estudiado las tormentas
geomagnéticas financiado por varias ramas del gobierno federal. “Durante los últimos 50 años,
la infraestructura global de electricidad ha crecido en un factor de diez. Ese crecimiento ha
venido acompañado de un cambio a operaciones con altos voltajes, que hace que la red sea
menos resistente a corrientes que le lleguen externamente”.
También estamos más interconectados: la electricidad que alumbra las calles de alguna ciudad
estadounidense podría venir de Canadá, por ejemplo. Un aviso de neón en una discoteca de
Tijuana podría estar obteniendo su electricidad de una planta de gas natural en California. Y eso
significa que un apagón en una región puede fácilmente extenderse a otra, aumentando el
riesgo de un colapso mayor.
Kappenman ha descubierto en sus estudios que, en caso de que nos golpee una tormenta
geomagnética muy intensa y con poco aviso, el exceso de electricidad dentro de la red del
sistema estadounidense podría recalentar miles de transformadores de alto voltaje, paralizando
gran parte de la capacidad de generación de electricidad del país.
“Proteger las redes de electricidad en la Tierra es algo relativamente simple”, añade
Kappenman. Se trata de colocar resistencias y capacitadores como intermediarios entre la tierra
y los transformadores críticos, de tal manera que la amenaza del clima espacial quedaría
reducida en su mayoría”. Otros expertos calculan que en Estados Unidos esto podría lograrse
en unos cuantos años, a un coso de cientos de miles de dólares por transformador, aunque en
la práctica no es tan fácil.
“No es tanto un problema de astrofísica sino uno de instituciones”, concluye Kappenman.
Pero sí es un problema de astrofísica. La urgencia por entender a nuestra estrella impulsa a la
comunidad solar mundial a entregarse, por primera vez en la historia de esta disciplina, a una
carrera contra el tiempo.
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Sondas solares/ doblepagina/Ángela Posada-Swafford
Dossier Los Misterios del Sol
Tener al sol tan cerca y tan lejos ha sido una experiencia frustrante para los expertos que lo estudian.
Hasta hace poco, de hecho, no lo habíamos podido observar bien. Pero desde hace dos años, las sondas
gemelas Stereo de la NASA, colocadas a uno y otro lado del sol, nos están dando por primera vez una
visión completa de sus dos caras al mismo tiempo. Estos satélites nos avisan con cuatro días de
antelación sobre la llegada a Tierra de nubes de plasma que viajan a 2,000 km por segundo.
Desde hace tres años, el Solar Dynamics Observatory (SDO) ausculta su superficie recogiendo sus
emisiones ultravioletas cada 12 segundos, y midiendo su campo magnético cada 12 minutos. Por su
parte el ACE, Advanced Composition Explorer, detecta el tamaño y dirección de una eyección masiva de
la corona solar.
El SOHO, lanzado hace 18 años, es una misión conjunta entre la NASA y la Agencia Europea Espacial, que
observa la actividad solar desde el Lagrange 1, un punto gravitacionalmente estable entre la Tierra y el
sol, a 1.5 millones de kilómetros de distancia de nuestro planeta.
Toda esta información ha permitido crear imágenes de alta resolución en 3D a escala global del sol, que
dejan ver cosas como la estructura de su campo magnético y los hervores que agitan su superficie,
aportando valioso material para alimentar los modelos matemáticos de su comportamiento que cada
vez van siendo más precisos.
Existen por el momento 10 misiones activas internacionales en el espacio, y varias otras a escala más
pequeña que incluyen cohetes sonda y globos lanzados este año con telescopios en sus góndolas para
espiar a la estrella vecina y sus efectos sobre la Tierra.
Misión a la baja atmósfera
La misión satelital más reciente fue IRIS, Interface Region Imaging Spectograph, de la NASA, lanzada el
27 de junio de 2013. IRIS pretende observar cómo se desplaza la materia solar, cómo acumula energía y
se calienta a medida que viaja a través de la pobremente entendida atmósfera inferior del sol. Esta área
entre la superficie solar y la corona es la más cercana a la estrella y está en constante turbulencia, por lo
que es notablemente difícil de estudiar.
Rastrear el movimiento de las partículas y la energía que escupe el sol es crucial para esclarecer algunos
de sus misterios: ¿Qué causa la eyección de la materia solar? ¿Cuáles son exactamente los mecanismos
del flujo constante del viento, las erupciones y sus primas hermanas, las temibles eyecciones masivas de
la corona?
“IRIS auscultará la parte más baja de la atmósfera solar, llamada cromosfera, una zona de gas
eléctricamente cargado llamado plasma, que yace justo encima de la superficie de la estrella, y la región
de transición, donde la cromosfera se convierte en la corona”, explica la página web de la NASA
dedicada a la ciencia de la misión.
Esta dinámica zona limítrofe es el corazón de un montón de preguntas acerca de la atmósfera del sol.
Por ejemplo cómo hace la corona para alcanzar semejantes temperaturas de millones de grados,
mientras que su superficie permanece a escasos cinco mil y pico. La cuestión de medir esas
temperaturas se complica porque en esta zona el termómetro cambia todo el tiempo, así como la
cantidad y el tipo de partículas que arroja la estrella en oleadas que a su vez varían según la energía
magnética liberada.
Según la NASA, la turbulenta interface de esta región contiene más masa que todo el resto de la corona
y heliosfera. Dada toda esa cantidad de materia, la cromosfera requiere una tasa de calentamiento por
lo menos diez veces mayor que la corona misma. IRIS va a producir no solo imágenes, sino un espectro,
es decir va a descomponer la luz en sus diferentes colores. Cada línea de luz trae consigo información
acerca de los diferentes materiales del sol y cómo se mueven. Por eso, el espectro ayuda a entender
características físicas de la atmósfera solar, tales como densidad, temperatura y velocidad.
IRIS intentará mapear la reconexión de las líneas del campo magnético (que se rompen y se vuelven a
unir a medida que viajan por la atmósfera solar), y la disipación de las ondas de energía que libera la
estrella.
RECUADRO:
Las misiones solares futuras incluyen:
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MMS: Magnetospheric Multiscale Mission: 2014. Cuatro satélites idénticos que usarán la
magnetosfera de la Tierra como un laboratorio para estudiar la microfísica de la turbulencia, la
reconexión magnética y la aceleración de las partículas solares. Es decir, irán directamente tras
tres de los cinco misterios.
Aditya-1. 2015-2016. Agencia: Agencia Espacial India, ISRO. Objetivo: Estudiar las eyecciones
masivas de la corona y las estructuras del campo magnético.
Solar Orbiter. 2017. Orbita céntrica: 25 grados de inclinación solar. Posición: 0.28 Unidades
Astronómicas. Agencia: ESA. Objetivo: estudiar cómo el sol crea y controla su heliosfera.
Solar Probe Plus. 2018. Órbita céntrica: 3.4 grados de inclinación solar. Ubicación: 8.5 radios
solares. Agencia: NASA. Objetivo: hacer mediciones directas de las partículas que emanan de la
corona solar.
Solar Sentinels. 2015 o 2017. Agencia: NASA. Objetivo: un grupo de seis satélites que estudiarán
el sol durante el Máximo Solar, investigando las partículas de alta energía, las eyecciones
masivas de la corona y los choques interplanetarios dentro de la heliosfera. La información de
usará para prevenir el clima espacial en apoyo de las futuras misiones espaciales tripuladas.