Al igual que la Tierra, nuestro sol es un cuerpo dinámico con un sistema climático complejo y, a veces, violento. Las tormentas solares expulsan radiación altamente energética que puede impactar nuestro planeta, formando fuertes auroras y alterando las redes eléctricas, la electrónica y los satélites.
El estudio científico del clima espacial intenta comprender, rastrear y pronosticar esta actividad solar, que alcanza su punto máximo con el máximo solar cada 11 años. Se prevé que el ciclo solar actual alcanzará su punto máximo en 2024. Entonces, ¿qué podría significar esto para usted?
Energía solar al máximo
Desde la Tierra, el sol parece relativamente constante. Sale y se pone, proporcionando un flujo constante de energía que sustenta casi toda la vida en nuestro planeta. Pero cuando se observa en otras longitudes de onda, como la radio o los rayos X, queda claro que el sol cambia todo el tiempo.
El plasma eléctricamente conductor se agita y fluye debajo de la superficie, formando poderosos haces de campos magnéticos. Cuando estos suben a la superficie, crean manchas solares: manchas oscuras de plasma más frío. Las manchas solares son una herramienta importante para rastrear la probabilidad de que se produzca un evento meteorológico espacial importante.
El Dr. Mark Cheung es nuestro director científico de espacio y astronomía. «Los campos magnéticos dentro de las manchas solares son comparables en fuerza a una máquina de resonancia magnética, pero del tamaño de planetas enteros», dijo Mark.
Cuando las manchas solares chocan, los haces magnéticos se estresan hasta que se rompen. Esto conduce a erupciones y llamaradas solares. La radiación ultravioleta y de rayos X procedente de las llamaradas hincha nuestra atmósfera exterior y llega a la Tierra en menos de nueve minutos. Esta radiación aumenta la resistencia a los satélites y también puede perturbar la ionosfera, provocando apagones de radio y provocando fuertes auroras.
Las partículas más pesadas, como los protones, tardan unos 15 minutos en llegar a la Tierra. Estas «Partículas de Energía Solar» pueden dañar la electrónica de los satélites en órbita. Incluso pueden aumentar la dosis de radiación que experimentan los pasajeros y la tripulación en vuelos cerca de los polos.
En casos más extremos, haces enteros de plasma magnético (una eyección de masa coronal (CME)) pueden ser arrojados hacia la Tierra. Las CME viajan a miles de kilómetros por segundo. Si se alinean perfectamente con la magnetosfera de la Tierra, pueden tener un impacto enorme.
«Los haces de campos magnéticos y materiales cargados pueden golpearnos como si tocaran una campana, sacudiendo intensamente la magnetosfera de la Tierra», dijo Mark.
«Podrían producirse apagones regionales, los satélites podrían sufrir graves daños y los oleoductos podrían experimentar una corrosión más rápida».
El número de manchas solares aumenta y disminuye durante un ciclo de 11 años, y el mayor número aparece durante el máximo solar. Más manchas solares significan más colisiones, lo que lleva a un clima espacial más fuerte.
Identificar, rastrear, predecir
Las bengalas se clasifican en una escala de A, B, C, M a X, siendo X la más fuerte.
Una llamarada de X2,8 a mediados de diciembre de 2023 fue rápidamente eclipsada el 1 de enero de 2024, y en el mismo lugar se produjo una llamarada de X5,0. Esta es la llamarada más fuerte vista desde 2017.
«Esos fueron, con diferencia, los fuegos artificiales más grandes del sistema solar, una buena forma de recibir el año 2024», dijo Mark.
Si bien normalmente solo son visibles en el extremo norte y extremo sur del mundo, las llamaradas más fuertes y las CME pueden hacer que las auroras sean visibles más cerca del ecuador. Y con la actividad solar aumentando a medida que nos acercamos al máximo, los observadores del cielo pueden esperar ver más auroras.
La ciencia de predecir eventos de llamaradas individuales está avanzando rápidamente, gracias a una serie de observatorios terrestres y espaciales, junto con el aprendizaje automático para el pronóstico del clima espacial.
Naves espaciales como el Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASA están a la vanguardia de la ciencia del clima espacial. SDO realiza mediciones periódicas del campo magnético del sol para rastrear los cambios en su superficie e interior a lo largo del tiempo.
«Eso ha permitido a la gente rastrear la geometría de los campos magnéticos y la evolución de las manchas solares, que son indicadores de las próximas erupciones y llamaradas solares», dijo Mark.
Sin embargo, las observaciones de SDO no pueden decirnos si una CME se dirige directamente a la Tierra, en camino a recibir un golpe indirecto o si está alineada magnéticamente con la magnetosfera de la Tierra.
Para obtener ese tipo de conocimientos, debemos regresar a la tierra, a nuestra cartera de radioobservatorios. Los radiotelescopios de Inyarrimanha Ilgari Bundara, nuestro Observatorio Radioastronómico Murchison en Australia Occidental, pueden medir el centelleo interplanetario, una especie de «centelleo» causado por el viento solar.
«Si el viento solar cambia, el parpadeo también cambia, y tenemos una oportunidad de monitorear el viento solar y las eyecciones», dijo Mark.
Nuestro científico investigador, el Dr. John Morgan, está trabajando para mejorar nuestra capacidad con centelleo interplanetario y técnicas de observación similares.
«Los científicos del clima espacial a nivel internacional tienen una impresionante variedad de instrumentos para monitorear el sol con exquisito detalle», dijo John.
«Lo que estamos tratando de desarrollar es la capacidad de rastrear una CME durante su viaje desde el Sol a la Tierra. Esta capacidad casi única tendría el potencial de mejorar enormemente nuestras capacidades de pronóstico».
Un esfuerzo coordinado
La Oficina de Meteorología es la principal agencia del gobierno australiano en materia de clima espacial y opera el Centro Australiano de Predicción del Clima Espacial.
A través del Centro de Pronósticos, la Oficina proporciona información sobre el clima espacial y servicios de alerta a industrias potencialmente afectadas, agencias gubernamentales, incluido el Departamento de Defensa, el Departamento del Interior y la Sala de Situación Nacional, y la comunidad.
Su capacidad se centra en eventos de severos a extremos que pueden amenazar infraestructura crítica, incluidas las comunicaciones por radio, operaciones satelitales, navegación GPS, exploración minera, protección de oleoductos y redes de suministro de electricidad. La Oficina trabaja en estrecha colaboración con la industria espacial y las operaciones que pueden verse afectadas por eventos climáticos espaciales, como las industrias de aviación, energía, defensa y telecomunicaciones, para adaptar pronósticos y advertencias a sus necesidades específicas.
La Red de Observación del Clima Espacial de la Oficina abarca la región de Australasia y la Antártida e incluye el Observatorio Solar Learmonth, una red de magnetómetros, riómetros e ionosondas para proporcionar observaciones continuas en tiempo real, y monitores de centelleo del contenido total de electrones del sistema global de navegación por satélite. La Oficina también intercambia datos con organizaciones australianas e internacionales.
Las advertencias precisas y oportunas son importantes para brindar a las aerolíneas tiempo para cambiar las rutas de los aviones, a los operadores de satélites tiempo para modificar sus órbitas y a las comunidades la oportunidad de prepararse para apagones de energía o radio.
Con información de Phys.org
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