Las tormentas solares

La Tierra, al igual que los demás planetas del Sistema Solar, se formó a partir de la misma agrupación de gas que produjo al Sol. En ese proceso estelar, el sol retuvo el 99% de la masa disponible. Tanta masa le provee de la fuerza gravitatoria más poderosa de nuestro espacio. Es por esa terrible gravedad que todo lo demás gira alrededor de él y que su "clima" es increíblemente destructivo.

La Tierra puede ser el lugar perfecto dentro del Sistema Solar. De todos los planetas, la Tierra tiene un lugar privilegiado en relación al Sol. Si estuviéramos más cerca nuestros océanos se evaporarían y el suelo estaría tan caliente que podría fundir plomo. Si estuviéramos más alejados, nuestro planeta estaría congelado. Aquí estamos, a 150 millones de kilómetros de distancia del Sol, y tenemos suerte de ello.

Pero esa distancia al Sol es suficiente para ser el objetivo de su furia. Miles de monstruosas explosiones suceden en el Sol cada año. Podrías esperar que esta fuerza explosiva provenga de las reacciones nucleares en el núcleo, pero, en realidad, lo que provoca esta violencia solar es el magnetismo.

Ya que la Tierra rota como un sólido, nuestro magnetismo es simple. Tenemos dos polos: el Norte y el Sur. Es por esto que una brújula es tan útil para encontrar tu camino en el planeta. Pero… imagina si en lugar de tener dos polos, tuvieras ente 1 y 10 millones. Esto es lo que sucede en el Sol. El campo magnético del Sol, en cambio, es una intrincada red porque a pesar de mantenerse unida por la gravedad el plasma no rota uniformemente. El plasma en el ecuador rota una vez cada 25 días terrestres mientras que al plasma en los polos le toma 35 días dar una vuelta. El Sol tiene lo que llamamos "Rotación diferencial". Tiene todo este plasma que está girando continuamente y eso provoca que las líneas de los campos magnéticos se enreden y se conglomeren en el centro y se mezclen entre sí.

A pesar de que las líneas de los campos magnéticos son invisibles, sabemos que existen en el Sol porque observamos fenómenos llamados "Coronas" y "Prominencias solares", elevándose en la atmósfera solar. De la misma forma que las virutas de metal se alinean en la presencia de un simple imán, estos anillos de plasma muestran perfectamente la estructura magnética que los mantiene desde abajo. Estos arcos de plasma son tan altos y anchos que podrías deslizar un planeta del tamaño de Júpiter a través de ellos.

Otras veces, los campos magnéticos pueden retorcer el plasma en la atmósfera solar y crear magníficas formas de hélice, llamadas "Cuerdas de flujo". Una cuerda de flujo magnético es como un resorte. La línea de campo magnético está envuelta muchas veces por una estructura helicoidal. Y cuando tienes líneas de campo magnético altamente enredadas, éstas llevan mucha energía magnética acumulada, al igual que el resorte comprimido. Y a veces puede voltearse a si misma, lo que le da aún más energía. Estas prominencias plasmáticas pueden durar semanas, e incluso meses, pero eventualmente la energía almacenada tiene que ser liberada. Y la masa es expulsada hacia el espacio.

Donde el campo magnético solar es muy complejo y enredado, el calor que sube a la superficie se mantiene, y el material se enfría unos 1.000 grados, lo que resulta en manchas negras sobre la superficie solar; son las llamadas "Manchas Solares". Las manchas solares son oscuras comparadas al brillante material que las rodea. Si de alguna manera se pudiera suspender una de ellas en el espacio, brillaría 10 veces más que una Luna llena. Estas aparentemente pequeñas manchas son en realidad masas de plasma del tamaño de la Tierra.

Algunas manchas pueden girar sobre sí mismas, y cuando lo hacen, su campo magnético se retuerce. Líneas de campo magnético retorcidas significan más energía, y mayor energía significa que hay mayor potencial de enormes explosiones. Cuando una mancha Solar libera su energía magnética, resulta en las explosiones más colosales en nuestro Sistema Solar: Destellos Solares.

Un solo destello libera cerca de un millón de megatones de energía (parece demasiado como para llamarlos "destellos"). Tienen el poder combinado de un millón de explosiones volcánicas en la Tierra. Aparecen como estas pequeñas regiones blancas y son tan brillantes porque la temperatura ahí es muy alta, cerca de 10 millones de grados, y pueden durar horas. Toda la explosión es equivalente a millones de bombas nucleares abandonando la superficie del Sol al mismo tiempo.

Los destellos Solares no solo explotan hacia el espacio. Éstos también canalizan partículas cargadas de energía hacia una capa inferior del Sol llamada Cromosfera, a 10.000 km de profundidad, donde rápidamente transfieren su energía como la Bola Blanca golpeando un grupo de bolas en nuestra mesa de Pool. Tienes una Bola Blanca, que es como una de estas partículas llenas de energía que provienen del destello. La bola golpea rápidamente las 8 bolas. Una vez que impacta a la primera bola, la energía se trasfiere a las que tiene detrás, lo que ocasiona que estas se muevan originando una reacción en cadena.

Si una erupción grande emite suficientes partículas cargadas de energía a la vez, se originan una serie de eventos insólitos. Este es el inicio de un terremoto solar. En 1998, hubo una erupción solar en la corona tan fuerte que el material originado en el lugar de la erupción ocasionó ondas que se expandieron desde allí hacia la superficie. A pesar de que a la vita de nuestros telescopios parecerían como gotas en un estanque, en realidad eran olas de fuego de 3 kilómetros de altura viajando a una velocidad máxima de 400 mil kilómetros por hora. Si hubiésemos medido el terremoto solar de 1998, hubiese registrado una medida de 11,3 en la escala de Richter, más de un millón de veces más fuerte que el terremoto que sacudió a San Francisco en 1989.

Para lograr agitar de esa forma la superficie solar, la erupción tuvo que liberar una cantidad colosal de energía. Resulta ser que es casi la misma cantidad de energía que se liberaría si se cubre toda la superficie terrestre con cartuchos de dinamita de un metro de ancho y se detonan al mismo tiempo. Lo que significa que estas explosiones no son pequeñas.

Los terremotos no son los únicos desastres naturales terrestres que tienen su equivalente en el Sol. Una erupción también puede desencadenar un tsunami solar, con olas de plasma en la atmósfera solar moviéndose a más de un millón de kilómetros por hora propagándose por toda la superficie solar en cuestión de horas. Eso sí que es un espectáculo.

Mientras los terremotos y tsunamis solares no representan ningún peligro para la Tierra, las violentas erupciones solares frecuentemente desencadenan erupciones más peligrosas llamadas expulsiones de masa coronal, o CME. En una CME, la energía generada por una erupción arroja una burbuja de plasma radioactiva y cargada de energía fuera de la atmósfera solar. Las expulsiones de masa coronal tienen un rango de velocidad de 1.200 a 1.400 kilómetros por segundo, lo cual es sumamente rápido, además de que expulsan una cantidad de materia más solida equivalente a la masa del monte Everest volando hacia el espacio, lejos del Sol.

¿A dónde va esta burbuja de plasma sobrecalentada y radioactiva, cuando deja el Sol? A veces navega inofensivamente por el espacio. Pero otras veces pasa muy cerca de nuestro hogar. Las expulsiones de masa coronal solares son tal vez las amenazas más peligrosas que enfrentamos. También se les conoce como tormentas solares y arrojan gran cantidad de partículas sobrecargadas a unos 150 millones de kilómetros de distancia en el espacio. A muchas les toma varios días llegar desde el Sol hasta la Tierra; sin embargo algunas recorren el Sistema Solar a más de 9 millones de kilómetros por hora, llegando a nuestro planeta en menos de 16 horas.

Estas tormentas pueden inducir corrientes eléctricas en la parte más externa de la atmósfera, desactivando satélites y las redes de energía alrededor del mundo; y tienen el potencial de ocasionar tanta destrucción en nuestra infraestructura como un huracán o tornado.

Pero, ¿quién se ocupa en la Tierra de vigilar estas explosiones cósmicas potencialmente peligrosas? La Administración Nacional de Océano y Atmósfera (NOAA), hogar del servicio nacional de meteorología del gobierno de los EE.UU. diariamente pronostica, vigila y alerta sobre la información fundamental para la vida cotidiana en nuestro planeta. Y hay un grupo de meteorólogos menos conocidos que trabajan en una división especial llamada "Centro Ambiental Espacial". Su principal trabajo es monitorear el Sol, observar y dar las alertas y advertencias de las actividades solares.

Nuestro campo magnético no es la fortaleza perfecta que presentan las películas de ciencia ficción. Algunas partículas pueden penetrarlo, cargando eléctricamente la atmósfera superior de la Tierra. Las tormentas solares pueden inclinar y romper el campo magnético terrestre en el lado más alejado de la superficie, permitiendo que las partículas cargadas se muevan a través de las líneas del campo hasta los polos norte y sur.

Si una tormenta como esta afecta nuestros sistemas de comunicación, las compañías de energía y todos los otros servicios de los que dependemos pueden terminar en un caos. Si los operadores de energía tienen tiempo de reaccionar, pueden reducir la corriente que es enviada por las líneas y así evitar un desastre. Los operadores de satélites también pueden prepararse para un ataque violento, con la advertencia adecuada. Cuando una gran tormenta espacial se avecina, pueden suspender los satélites para que la tormenta no les ocasione un corto-circuito eléctrico y los dejen fuera de servicio.

Mientras más temprano se den las alertas, mejores serán las respuestas. No saldríamos a navegar por el mar a menos que supiéramos que las condiciones climatológicas serán favorables. Así mismo, si tenemos un satélite o grandes sistemas como los de energía o teléfono que pueden ser afectados por el clima en el espacio, necesitamos saber cómo estarán sus condiciones para tratar de mitigar sus efectos.

La urgencia en predecir la actividad solar es igual que con nuestro clima en la Tierra. Cuando hay una amenaza de tornado, sabemos lo importante que es avisarle al público en general, y que la gente sepa lo que está pasando. Ocurre lo mismo con el clima espacial. Los usuarios de esta información necesitan conocerla. Si hace pocas horas presenciamos una expulsión de masa coronal, queremos saber hacia dónde se dirige la ráfaga para, entonces, medirla y calcular cuánto tardará en alcanzar la Tierra.

Debido a las líneas de campo magnético emanadas de los polos norte y sur, la energía proveniente de las tormentas solares tiene un acceso fácil a estas regiones de la Tierra. Por esa razón, a los expertos les preocupa que los aviones comerciales que vuelan durante una tormenta fuerte puedan estar expuestos a niveles de radiación dañinos, tal vez a una dosis equivalente a cientos de rayos X en el pecho. Esto es algo con lo que no queremos jugar porque nunca se sabe cuando el nivel de radiación pueda aumentar su intensidad, o si lo puede hacer mientras el avión se encuentra en el cielo.

La amenaza de la radiación solar es solo una de las razones por las cuales los científicos siguen de cerca nuestro Sol. La Tierra no está aislada. Somos partícipes en las actividades de nuestro sistema solar.

Las manchas solares son los detonadores de la mayoría de las tormentas solares, por lo que los meteorólogos les siguen la pista atentamente en su rotación por la superficie del Sol. Muchas de ellas suceden mientras el Sol hace su movimiento de rotación, o proceden del lado posterior. Estas últimas como no se dirigen hacia la Tierra, no nos preocupan. Pero a medida que la mancha rota alrededor del Sol y se queda mirando de frente a la Tierra, es cuando la tormenta del Sol representa un peligro mayor.

Si se desata una tormenta en esta posición, puede apuntar directamente a la Tierra. Es como un arma de fuego cósmica apuntando a su objetivo. Mientras más certero es el disparo, hay más posibilidades de causar graves daños a la vida de este planeta. Aunque la meteorología solar también puede producir hermosos efectos.

¿Te gustaría ver las llamaradas en movimiento? No te pierdas estas impresionantes filmaciones de la superficie solar.