Universe Today ha investigado la importancia de estudiar cráteres de impacto, superficies planetarias, exoplanetas y astrobiología, y lo que estas disciplinas pueden enseñar tanto a los investigadores como al público sobre cómo encontrar vida más allá de la Tierra. Aquí, discutiremos el fascinante campo de la física solar (también llamada heliofísica), incluido por qué los científicos la estudian, los beneficios y desafíos de estudiarla, qué puede enseñarnos sobre cómo encontrar vida más allá de la Tierra y cómo los futuros estudiantes pueden continuar estudiando la energía solar. física. Entonces, ¿por qué es tan importante estudiar física solar?
La profesora Maria Kazachenko, astrofísica solar y profesora asistente en el Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias de la Universidad de Colorado, Boulder, dice a Universe Today: «La física solar estudia cómo funciona nuestro sol, y nuestro sol es una estrella. Debemos entender cómo funciona nuestra estrella natal por varias razones. En primer lugar, las estrellas son los componentes básicos de nuestro universo. Incluso nosotros estamos hechos de polvo de estrellas. En segundo lugar, nuestro sol proporciona energía para la vida y afecta nuestra vida aquí en la Tierra (clima espacial, seguridad digital, astronautas). ‘ seguridad). Entonces, para estar seguros necesitamos entender nuestra estrella. Finalmente, el sol es la única estrella donde podríamos obtener mapas de campos magnéticos de alta calidad, que definen la actividad estelar. En resumen, estudiar el sol es fundamental para nuestra seguridad espacial y para comprender el universo».
El campo de la física solar se remonta al año 1300 a. C. en Babilonia, donde los astrónomos documentaron numerosos eclipses solares, y los registros griegos muestran que los egipcios llegaron a ser muy competentes en la predicción de eclipses solares. Además, los antiguos astrónomos chinos documentaron un total de 37 eclipses solares entre el 720 a.C. y el 480 a.C., además de mantener registros para observar manchas solares visibles alrededor del 800 a.C. Las manchas solares fueron observadas por primera vez por varios astrónomos internacionales utilizando telescopios en 1610, entre ellos Galileo Galilei, cuyos dibujos se conservan hasta el día de hoy.
Actualmente, los estudios de física solar se llevan a cabo mediante telescopios y observatorios terrestres y espaciales, incluido el Telescopio Solar Daniel K. Inouye de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) ubicado en Hawai’i y la Sonda Solar Parker de la NASA, esta última dentro de 7,26 millones de kilómetros (4,51 millones de millas) de la superficie del sol en septiembre de 2023. Pero con toda esta historia e instrumentos científicos, ¿cuáles son algunos de los beneficios y desafíos de estudiar la física solar?
El profesor Kazachenko le dice a Universe Today que algunos de los beneficios científicos de estudiar la física solar incluyen «abundantes observaciones y muchos problemas científicos en los que trabajar; beneficios de la investigación interdisciplinaria (física estelar, comunidades de exoplanetas)», con algunos de los desafíos científicos que surgen de la necesidad de utilizar la teledetección, lo que a veces da lugar a una mala interpretación de los datos.
En cuanto a los aspectos profesionales, el profesor Kazachenko dice a Universe Today que algunos de los beneficios incluyen «una comunidad pequeña y amigable, una gran variedad de problemas de investigación basados en nuevas observaciones sorprendentes y simulaciones complejas, la capacidad de trabajar en diferentes tipos de problemas (instrumentación, clima espacial operación, investigación)» con algunos de los desafíos profesionales, incluida la búsqueda de empleo permanente, lo que, según ella, es «como en todas partes en la ciencia».
Como se señaló, el estudio de la física solar implica investigar el clima espacial, que es cuando el viento solar interactúa con la Tierra, específicamente con nuestro campo magnético, dando como resultado las hermosas auroras que se observan en las altas latitudes norte y sur. En ocasiones, el viento solar es lo suficientemente fuerte como para causar estragos en los satélites e incluso destruir las redes eléctricas en toda la superficie de la Tierra.
Esto quedó demostrado con el evento Carrington del 1 al 2 de septiembre de 1859, cuando se informaron incendios en estaciones de telégrafo en todo el mundo, junto con varias observaciones intensas de auroras. Si bien este evento ocurrió cuando el campo magnético de la Tierra desvió en gran medida el viento solar entrante, la vida en este planeta podría estar condenada al fracaso sin que nuestro campo magnético nos proteja. Por tanto, ¿qué puede enseñarnos la física solar sobre cómo encontrar vida más allá de la Tierra?
El profesor Kazachenko dice a Universe Today: «El sol puede informarnos sobre la actividad estelar, incluidas las llamaradas y las eyecciones de masa coronal que podrían ser cruciales para la creación de vida en los planetas. ¿Con qué frecuencia son estas llamaradas? ¿Qué tan fuertes podrían ser? ¿Por qué son algunas llamaradas eruptivas (dejando la estrella) y otras confinadas (manteniendo el plasma en erupción en la estrella)? ¿Por qué observamos principalmente llamaradas confinadas en otras estrellas? El Sol también podría informarnos sobre la ciencia detrás de la evolución estelar a largo plazo (ciclos estelares). , dinamo estelar). «
Como la mayoría de las disciplinas científicas, la física solar abarca investigadores de innumerables orígenes, incluidas las comunidades de exoplanetas antes mencionadas, pero también incluye física estándar, astrofísica, informática, física del plasma y dinámica de fluidos, solo por nombrar algunas. Es a través de constantes esfuerzos colaborativos e innovadores desde estos orígenes que los investigadores pueden estudiar no solo nuestro propio sol, sino también los soles de otros sistemas solares en todo el cosmos. Por lo tanto, ¿qué consejo puede ofrecer el profesor Kazachenko a los futuros estudiantes que deseen seguir estudiando física solar?
«Sé valiente, ambicioso y trabaja duro», dice el profesor Kazachenko a Universe Today. «Hable con estudiantes y científicos que trabajan en el campo y no tema ponerse en contacto con científicos con los que le gustaría trabajar. Trabaja en tus habilidades matemáticas y de comunicación».
Como se señaló, los eclipses solares son una faceta importante del estudio de la física solar, ya que han sido observados y documentados durante miles de años por innumerables civilizaciones en todo el mundo. El Santo Grial de los eclipses son los eclipses solares totales, que ocurren cuando la luna bloquea completamente el sol, lo que ofrece a los físicos solares una oportunidad única de observar y estudiar las eyecciones de masa coronal, que, según el profesor Kazachenko, podrían ser vitales para la creación de vida.
El próximo eclipse solar total que cruzará los Estados Unidos en un par de meses brindará a los científicos oportunidades aún mayores para estudiar los muchos atributos del sol, incluso más que el eclipse solar total de 2017. Para este próximo eclipse, el Prof. Kazachenko planea liderar una expedición «Eclipses en la Frontera» a Eagle Pass, TX, con el Equipo de Educación y Divulgación Pública del Observatorio Solar Nacional.
El profesor Kazachenko dice a Universe Today: «Pasamos un tiempo maravilloso durante el eclipse solar anular (en octubre de 2023), por lo que ahora regresaremos con la totalidad».
El profesor Kazachenko continúa: «El eclipse solar del 8 de abril de 2024 está a la vuelta de la esquina. Es una experiencia que cambiará la vida. No porque sea físico solar, sino porque te hace sentir parte del universo. El mejor lugar para verlo en Estados Unidos será Texas (por ejemplo, San Antonio, Austin o Dallas), ya que podría estar nublado durante el resto de la trayectoria del eclipse».
Con información de UniverseToday
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