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Erupciones Gigantes desde el Sol

Por Nancy Crooker
Boston University

  Este eclipse solar fue fotografiado en India el 16 de febrero de 1980. Imagen cortesía de High Altitude Observatory del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica.

Si durante un eclipse solar total, un Joshua moderno parase en seco a la Luna, de modo que durante horas y horas pudiésemos observar la corona brumosa que rodea al Sol, veríamos un fenómeno increíble llamado, “eyección de masa de la corona” o "eyección de masa coronal" (CME, por sus siglas al inglés). Veríamos una burbuja enorme de material de la corona formarse y luego salir del Sol, extendiéndose hacia el espacio. Seríamos testigos del nacimiento de una tormenta espacial.

Las CME fueron reconocidas como un fenómeno solar común en los años 1970, cuando un Joshua tecnológico llamado “coronagrafo” que volaba sobre un laboratorio orbital llamado “Skylab”, mantuvo una luna artificial fija frente al Sol, e inauguró una era de observaciones rutinarias de CME. Un coronagrafo simula a un eclipse solar total bloqueando la luz brillante del Sol con un disco. Para ver las CME, un coronagrafo debe estar por encima de la atmósfera, donde el cielo es negro, tal como está al nivel del suelo durante un eclipse solar, de modo que la luz azul brillante de la atmósfera no ahogue a la luz de los CME.

  Una CME captada por el coronagrafo LASCO a bordo de la nave espacial SOHO. Imagen cortesía del consorcio SOHO/LASCO. SOHO es un proyecto de cooperación internacional entre ESA y NASA.

Desde que comenzaron las observaciones rutinarias de CME, los científicos han tomado años de más investigación a fin de establecer que las CME producen tormentas espaciales, y mejorar significativamente las formas de predecirlas. Entender y predecir a las tormentas espaciales es importante para la sociedad debido a que cada vez dependemos más de la tecnología, la cual es afecada por las tormentas espaciales. Las tormentas espaciales pueden inutilizar satélites, interrumpir los sistemas de comunicación y causar fallas en la corriente eléctrica. Ahora entendemos que el ingrediente clave de tormenta en una CME, es su campo magnético, el cual se encuentra enroscado en su interior, como un resorte. Para apreciar por qué los enroscados campos magnéticos producen clima espacial tormentoso, se necesita saber algo acerca del buen tiempo en el espacio – es decir, el flujo de trasfondo llamado el “viento solar”, y la configuración de sus campos magnéticos internos.

El espacio interplanetario está lleno del viento solar, la atmósfera en expansión del Sol de partículas cargadas a alta velocidad, que establece el trasfondo de tiempo bueno para las CME. A diferencia del clima en la Tierra, no obstante, el parámetro importante no es el viento en sí, sino su campo magnético interno, que proviene del Sol. Eugene Parker, de la Universidad de Chicago, el científico que predijo la existencia del viento solar, reconoció que el viento solar empujaría al campo solar hacia el espacio como si estuviese congelado. Más aún, él dedujo que en el plano eclíptico (es decir, el plano en el que los planetas rotan alrededor del Sol), la rotación del Sol alrededor de su propio eje haría que las líneas de campo irradien desde el Sol en un patrón espiral como agua de un rociador giratorio de jardín. Las observaciones subsiguientes de naves espaciales han demostrado que Parker estaba en lo correcto.

Para la Tierra, los campos magnéticos que giran en suaves espirales transportados por el viento solar anuncian buen clima debido a que el escudo magnético de la Tierra, la magnetosfera, los desvía. La magnetosfera es un obstáculo en forma de renacuajo en el viento solar creado por el campo magnético de la Tierra. En la cabeza del renacuajo, donde da hacia el viento, el campo magnético de la Tierra apunta hacia el norte, perpendicular al campo espiral. Los campos perpendiculares entre sí, en su mayor parte, se deslizan más allá de ellos mismos. Los campos antiparalelos, por otra parte, se conectan cuando ellos se encuentran. Así, cualquier campo que apunte hacia el sur en el viento solar se vincula con el campo de la Tierra, y como tuberías recién conectadas, permite a la energía y las partículas del viento solar verterse dentro de la magnetosfera. La respuesta de la magnetosfera es una tormenta geomagnética, completa, con espectáculos aurorales y problemas potenciales para los satélites, redes de tendidos eléctricos y transmisiones de radio. Entonces, lo que anuncia un clima espacial malo para la Tierra son los campos del viento solar del sur y, mientras más fuertes sean, peor será la tormenta.

Entonces, lo que convierte a las CME en tormentas espaciales son sus fuertes campos roscados, los cuales garantizan que algunas porciones apunten hacia el sur. Más aún, para aquellas CME que viajan más rápido que el viento de trasfondo, los campos de trasfondo delante de ellos se vuelven fuertes a través de una compresión, fortaleciendo así cualesquiera fluctuaciones en dirección al sur.

  Una CME en halo grabada por el coronagrafo LASCO a bordo de la nave espacial SOHO. Pulse sobre la imagen para ver una película de este evento. Imagen cortesía del consorcio SOHO/LASCO. SOHO es un proyecto de cooperación internacional entre ESA y NASA.

Vista desde la parte frontal, una CME en un coronagrafo se asemeja a un halo uniforme alrededor de un disco que bloquea al Sol, de allí el nombre, “CME en halo”. Las CME en halo han sido difíciles de detectar porque no son tan brillantes como las CME vistas desde los lados. Sin embargo, los avances tecnológicos recientes han hecho que sean detectables de manera rutinaria con el coronagrafo a bordo de la nave espacial SOHO. Esta capacidad es una bendición para las predicciones de clima espacial. En un estudio retrospectivo de datos de diciembre de 1996 a junio de 1997, se detectaron nueve CME en halo, y todas ellas produjeron tormentas geomagnéticas. Sólo tres de las tormentasadicionales no pudieron ser asociadas con las CME en halo.

Esta fuerte correspondencia es notable en vista de las capacidades de predicción en el pasado. Tradicionalmente, las llamaradas solares han sido usadas para predecir tormentas, y el índice de fallas ha sido alto. Las llamaradas son eventos de resplandor en el Sol, principalmente a longitudes de onda más cortas que la luz visible. Vistas en rayos X, por ejemplo, las llamaradas hacen parecer al Sol como una joya que constantemente titila pues éstas se suceden con mucha frecuencia. Las llamaradas más brillantes han sido usadas para predicciones de tormentas, y éstas frecuentemente acompañan a las CME; de aquí su capacidad predictiva. Pero muchas CME ocurren sin presencia aparente de llamaradas asociadas, o con llamaradas tan débiles que no pueden ser detectadas con las técnicas de monitoreo estándar. Ahora que podemos ver a las CME, no hay necesidad de depender de un predictor tan poco confiable como lo es una llamarada.

Desde una vista etérea hasta una fuente de problemas tecnológicos, las CME continúan fascinando a los científicos. Cómo se forman, por qué ocurren, y qué hace que algunas de ellas sean muy rápidas son como una pared en nuestra comprensión la cual debe ser demolida.

Impreso con permiso de:

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