Tejaswini Rajamahanthi: cómo una joven física india está aprendiendo a leer las tormentas solares

Hay carreras científicas que comienzan en la corona de una estrella y llegan, años más tarde, a la ionosfera de un planeta. Tejaswini Rajamahanthi está construyendo la suya en esa dirección exacta. Joven física en formación, cursando actualmente su maestría en física solar y heliosférica, dedica sus días a reconstruir la estructura y la evolución de las eyecciones de masa coronal a partir de imágenes del Solar Dynamics Observatory, aplicando imágenes en el ultravioleta extremo, análisis de diferencias temporales y modelado GCS para deducir hacia dónde se dirige una erupción solar y a qué velocidad lo hace. Trabaja también sobre fulguraciones solares de clase X, sobre la respuesta de la ionosfera terrestre a través de mediciones de contenido total de electrones derivadas de observaciones GNSS, y sobre la realidad compleja y a veces caótica de cómo toda esa actividad solar baja hasta reorganizar la atmósfera superior del planeta que habitamos. Su pasantía en el Vikram Sarabhai Space Centre de la ISRO le puso enfrente, con datos reales en la mano, la que probablemente sea la pregunta más consecuente de la investigación moderna en clima espacial: cómo, exactamente, el Sol toca a la Tierra.

Elegimos a Tejaswini para este Dialogue no porque tenga décadas de publicaciones a sus espaldas, sino precisamente porque no las tiene. La suya es la voz de una generación que está entrando ahora mismo a la ciencia solar y heliosférica, en un momento en que el campo se está reconfigurando desde varios frentes a la vez: por Aditya-L1, Parker Solar Probe y Solar Orbiter; por instalaciones terrestres de una resolución sin precedentes; por el reconocimiento progresivo de que el clima espacial dejó de ser una curiosidad académica para convertirse en un problema de infraestructura planetaria. India, en particular, se está consolidando como un nodo serio de esta nueva ciencia, y los investigadores en formación que hoy se entrenan allí serán quienes definan cómo se vea la heliofísica dentro de veinte años. Esta conversación se ofrece como una instantánea honesta de dónde comienza ese viaje: la curiosidad, los instrumentos, los datos, las dudas, y el largo camino que queda por delante.

La entrevista

Realizada por escrito por Homer Dávila, SKYCR.ORG.

1. ¿Qué fue lo que primero despertó su interés por la física, y cómo ese interés la fue llevando paulatinamente hacia la física solar, la física heliosférica y los estudios de clima espacial?

Mi camino hacia la física comenzó con una curiosidad simple por entender cómo funciona todo: la naturaleza, las máquinas, el universo a nuestro alrededor. Siempre me cautivó la astronomía, y debo mucho a mis profesores de física en la escuela por haberme inspirado a tomar esta materia en serio. Cada una de mis pasantías, desde el estudio de los desechos espaciales hasta la investigación en GNSS e ionosfera, me fue revelando la fascinante conexión Sol-Tierra. Esa exploración me llevó de manera natural hacia la física solar, la física heliosférica y el universo apasionante del clima espacial.

2. Actualmente se especializa en física solar y heliosférica. ¿Qué aspectos del Sol y de su actividad eruptiva le resultan científicamente más fascinantes?

Lo que realmente me asombra del Sol es su poder y su dinamismo. Las fulguraciones solares y las eyecciones de masa coronal liberan cantidades inmensas de energía, y resulta sorprendente pensar que eventos que ocurren a unos 150 millones de kilómetros de distancia pueden afectar significativamente la atmósfera de nuestro planeta, los satélites y los sistemas de comunicación. Me fascinan, en particular, los procesos de física de plasmas y los procesos magnéticos que impulsan estas erupciones, y la forma en que se propagan a través de la heliosfera en su recorrido hacia nosotros.

A diferencia de la radiación de las fulguraciones, que nos llega en apenas unos minutos, las eyecciones de masa coronal tardan horas e incluso días en arribar. Eso nos da algo de tiempo para estudiarlas y anticipar sus efectos.

3. Su investigación de maestría incluye el análisis de eyecciones de masa coronal usando datos de SDO/AIA y observaciones in situ. ¿Podría explicar, en términos generales, por qué las CMEs son tan importantes para entender la conexión Sol-Tierra?

Las eyecciones de masa coronal son fundamentales porque influyen de manera decisiva en el clima espacial. Transportan cantidades enormes de plasma y de campo magnético desde el Sol hacia el espacio, y cuando interactúan con la magnetosfera terrestre pueden desencadenar tormentas geomagnéticas y perturbar la ionosfera. A diferencia de la radiación de las fulguraciones, que nos llega en apenas unos minutos, las eyecciones de masa coronal tardan horas e incluso días en arribar. Eso nos da algo de tiempo para estudiarlas y anticipar sus efectos, lo que las vuelve esenciales tanto para la investigación como para la predicción del clima espacial.

4. En su trabajo actual utiliza técnicas como imágenes en el ultravioleta extremo, análisis de diferencias temporales y modelado GCS para estudiar la estructura y la evolución de las CMEs. ¿Cómo ayudan estas herramientas a los investigadores a reconstruir el comportamiento de las erupciones solares?

Las técnicas que usamos para rastrear una eyección de masa coronal desde su origen en el Sol hasta su viaje a través del espacio son genuinamente fascinantes. Las imágenes en el ultravioleta extremo nos permiten identificar fenómenos como las erupciones de filamentos y las fulguraciones, mientras que el análisis de diferencias temporales facilita la observación del movimiento de la propia eyección. El modelado GCS, por su parte, permite reconstruir las CMEs en tres dimensiones y estimar parámetros clave como velocidad, dirección, altura e inclinación, conocimientos que resultan esenciales para evaluar el impacto potencial sobre la Tierra.

5. También trabaja con eventos de fulguraciones solares de clase X. ¿Qué hace que estas fulguraciones de gran energía sean especialmente importantes para la física solar y la investigación en clima espacial?

Las fulguraciones de clase X resultan particularmente interesantes porque son el tipo más energético de fulguración solar y pueden influir significativamente en nuestro entorno espacial. Pueden provocar apagones de radio, interrumpir sistemas de navegación y comunicación, y a menudo van acompañadas de grandes CMEs y de eventos de partículas de alta energía. Estudiarlas nos ayuda a desentrañar los misterios de la liberación extrema de energía magnética y de la aceleración de partículas en la atmósfera solar.

«Aquella experiencia me hizo sentir vivamente la conexión Sol-Tierra»

6. Su trabajo se extiende también al ámbito ionosfera-GNSS, incluyendo la estimación de TEC y VTEC usando datos RINEX e ISMR. ¿Cómo pueden las observaciones GNSS ayudarnos a entender la respuesta de la ionosfera terrestre a la actividad solar y geomagnética?

Las observaciones GNSS son extremadamente útiles para estudiar los cambios en la ionosfera, porque nos permiten estimar el Contenido Total de Electrones (TEC) y el TEC Vertical (VTEC), que nos informan sobre la densidad electrónica en la atmósfera superior de la Tierra. Durante las erupciones solares y las tormentas geomagnéticas, la ionosfera puede volverse bastante caótica, y esos cambios se ven con claridad en los datos GNSS. Al examinar estas variaciones en distintas latitudes y durante diferentes eventos solares, ganamos una comprensión mucho más profunda de cómo reacciona la atmósfera de la Tierra ante la actividad solar.

7. Durante su pasantía en el Vikram Sarabhai Space Centre de la ISRO, analizó la dinámica del plasma ionosférico durante tormentas geomagnéticas usando datos de viento solar y de campo magnético interplanetario. ¿Qué le enseñó esa experiencia sobre la relación entre la actividad solar y el espacio cercano a la Tierra?

Durante mi pasantía en el Vikram Sarabhai Space Centre de la ISRO comprendí de verdad hasta qué punto el Sol y la Tierra están interconectados. Al analizar datos de viento solar, campo magnético interplanetario y observaciones ionosféricas durante tormentas geomagnéticas, pude ver de primera mano cómo los cambios en la actividad solar afectan la magnetosfera y la ionosfera terrestre. Aquella experiencia me hizo sentir vivamente la conexión Sol-Tierra y profundizó mi pasión por la heliofísica y por la investigación en clima espacial.

8. Ha trabajado tanto con datos observacionales como con modelado basado en física. Desde su punto de vista, ¿por qué es importante combinar observación, análisis de datos y modelado al estudiar los entornos de plasma espacial?

Creo que combinar observaciones, análisis de datos y modelado es la única manera de pintar el cuadro completo. Las observaciones revelan lo que está ocurriendo en tiempo real, el análisis de datos nos ayuda a identificar patrones y relaciones, y los modelos explican la física subyacente a esas observaciones. Juntos, los tres mejoran nuestra comprensión de los entornos de plasma espacial y hacen que las predicciones de clima espacial sean mucho más confiables.

«Cada nuevo artículo o conjunto de datos se siente como abrir una puerta a una nueva aventura»

9. Como investigadora joven que se inicia en la física solar y heliosférica, ¿cuáles han sido los desafíos y las experiencias de aprendizaje más importantes en su trayectoria académica hasta ahora?

Uno de los desafíos que enfrento como investigadora joven es la necesidad constante de aprender conceptos nuevos en un campo amplio e interdisciplinario. A veces resulta difícil encontrar las oportunidades adecuadas y decidir cuál es la mejor dirección para la investigación futura. Pero cada nuevo artículo o conjunto de datos se siente como abrir una puerta a una nueva aventura. Cuanto más exploro las erupciones solares y las respuestas de la Tierra, más preguntas y conexiones descubro. Es esa curiosidad la que me mantiene genuinamente entusiasmada con este campo.

10. Mirando hacia adelante, ¿qué preguntas de investigación le gustaría explorar en el futuro, y cómo espera contribuir a la física solar, a la heliofísica o a la ciencia del clima espacial en los próximos años?

Mirando hacia adelante, me interesa profundamente estudiar distintos tipos de eventos solares eruptivos, incluyendo fulguraciones, eyecciones de masa coronal y prominencias, y explorar cómo influyen en la ionosfera terrestre y en el TEC a distintas latitudes. Quiero combinar observaciones con múltiples naves espaciales y modelado para entender mejor la física que impulsa estas erupciones y para mejorar nuestros métodos de predicción. También me encantaría extender esta investigación a otros planetas, como Marte y Venus, para ver cómo la actividad estelar afecta sus respectivos entornos.

Reflexión editorial

Hay algo genuinamente refrescante en leer una carrera científica mientras todavía se está ensamblando en tiempo real. Las respuestas de Tejaswini no cargan con la gravedad de una mirada retrospectiva de cuarenta años, y no deberían hacerlo. Ese no es su lugar, y este Dialogue no fue concebido para eso. Lo que sus respuestas sí ofrecen, en cambio, es algo posiblemente más útil para los lectores que más le importan a SKYCR: una ventana clara y honesta hacia cómo entra, a la investigación solar y heliosférica moderna, alguien que va apenas uno o dos pasos por delante de un estudiante de licenciatura en física.

Los instrumentos que ella menciona son accesibles. Los métodos que describe se pueden aprender. Las preguntas que la entusiasman son las mismas que ocupan a investigadores senior en todo el mundo. La distancia entre un joven curioso de dieciocho años en San José, Lima, Bogotá o Madrid y el tipo de trabajo que Tejaswini está haciendo hoy es más corta de lo que aparenta desde afuera. Y ése es, en última instancia, el sentido de este Dialogue: no ungir a una científica ya hecha, sino dejar visible cómo se ve, en realidad, el primer tramo de la escalera de este campo, y quién la está subiendo justo ahora.

Por Homer Dávila Gutiérrez, FRAS