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lunes, 15 de agosto de 2011

Las llamadas solar flares o fulguraciones solares son unos fenómenos de altas energías que se producen en la superficie del Sol. Aunque la denominación de tormentas solares es correcta, los medios de comunicación suelen emplearla no sin la intención de asustarnos. Conozcamos su naturaleza, sus efectos, y una clasificación, tal como la presenta el servicio meteorológico-espacial de la NASA.

tormenta o fulguracion solar
Fulguración solar capturada por el Solar Dynamics Observatory , el 8 de noviembre
de 2010. Siguiendo el enlace se llega a una interesante aplicación para Ipad.

 

¿Qué son las fulguraciones o tormentas solares?

Se trata de ciertos fenómenos que ocurren en la superficie del Sol, en los que se liberan grandes cantidades de energía. Fulguración es una traducción del término flare, y que muchos confunden con las protuberancias, témino que, en realidad, está referido a otro fenómeno distinto.

Las fulguraciones son fenómenos que liberan, de forma súbita, una gran cantidad de energía que previamente se hallaba contenida en los nudos del campo magnético solar. Cuando hay una reconexión magnética (es decir, un cruce de esas líneas de campo magnético), se produce una lámina de corriente de electrones que genera una cantida inmensa de energía, especialmente si la corriente choca con la superficie del Sol. En ese caso, se produce un rebote que genera la emisión de enormes cantidades de partículas (núcleos atómicos, protones, electrones, fotones). Estas explosiones cubren casi todo el espectro electromagnético, desde las ondas de radio hasta los rayos rayos x y gamma. Estos fenómenos ocurren en las denominadas zonas activas, relacionadas con las célebres manchas solares.

Debido a que el Sol rota como una esfera de gas no rígida (rotación diferencial), las líneas del potente campo magnético sufren una serie de cambios cíclicos, permutando el norte por el sur cada 11 años. Así, se puede decir que, cada 22 años, los polos norte y sur del Sol se reposicionan. Por ello, la actividad solar muestra ciclos de 11 años en los que aumenta y disminuye la presencia de manchas y, por lo tanto, de zonas activas y la generación de fenómenos como el que aquí tratamos.

Clasificación de las tormenas solares

Los investigadores clasifican las tormentas según su peligrosidad para la Tierra. Resulta mucho más sencillo hacerlo en un pequeño rango de toda la emisión que las caracteriza. Así, se trabaja con la energía comprendida entre los 1 y 8 ängstroms, es decir, en los rayos X blandos, más fáciles de detectar y, por lo tanto, de medir. Según NASA Spaceweather, existen cuatro clases, en función del flujo energético máximo, I, que se emita en esa longitud de onda:

  • B: I < 10-6 W/m2
  • C: 10-6 < I < 10-5 W/m2
  • M: 10-5 < I < 10-4 W/m2
  • X: I > 10-4 W/m2

Dentro de cada clase hay subdivisiones, del 0 al 9. Podemos ver en la gráfica del gran evento denominado "La Bastilla"; ocurrido entre el 13 y el 14 de julio de 2000, cómo un suceso mostró tres máximos diferentes, cada uno con una clasificación distinta.

 

tormenta solar denominada la bastilla
 
 

Efectos sobre la Tierra

En realidad, el Sol está enviando un flujo de partículas y energía constantemente hacia la Tierra y a todo el Sistema Solar. El flujo de partículas recibe el nombre de viento solar y, realmente, nos protege de los peligrosos rayos cósmicos galácticos y extragalácticos, incluso más cuando mayor es la actividad del Sol.

El campo magnético terrestre mueve las partículas del viento solar hacia los polos norte y sur de la Tierra, en cuyas inmediaciones chocan con los átomos y moléculas de la alta atmósfera terrestre, excitándolos. Esto quiere decir que los electrones de esos átomos de la atmósfera suben o alcanzan niveles energéticos superiores, que acaban abandonando, cayendo y emitiendo en forma de luz esa energía que habían absorbido. Esta es la explicación del fenómeno conocido como aurora boreal (en el polo norte) o aurora austral (en el polo sur). Es como si los átomos se cargaran de energía y que, al descargarse, emitieran esa luz que tan hermosa se nos muestra a los humanos.

Estos fenómenos van acompañados de corrientes de electrones en la alta atmósfera que, si alcanzan la fuerza suficiente, pueden generar por inducción corrientes sobre la superficie terrestre. En caso de inducir corriente en las líneas de alta tensión, sí que pueden causar estragos en transformadores y centrales eléctricas, como se ha demostrado que ha ocurrido en el pasado.

aurora boreal en  canada en 2011
Aurora boreal en Canada, el 6 de agosto de 2011, por Steve Milner

A veces, los chorros de partículas de las fulguraciones solares, pueden alcazar las inmediaciones de la Tierra, interfiriendo en el funcionamiento de los satélites artificiales o dañándolos. Debemos saber, no obstantes, que los satélites no están completamente indefensos frente a estos ataques, puesto que cuentan con distintos niveles de protección. Historicamente se han documentado casos en los que los sistemas eléctricos en la superficie de la Tierra se han visto afectados. Para que esto ocurra debe haber, en primer lugar, un fenómeno de este tipo en el Sol y que, además, esa zona activa esté apuntando hacia la Tierra.

Para terminar, el destino de los rayos X y rayos gamma es el de morir en la alta atmósfera, perdiendo su energía con las interacciones y creando otro tipo de radiaciones que no alcanzan a quienes andamos por la superficie de la Tierra.

Ideas poco afortunadas sobre las tormentas solares

Como sobre cualquier materia de las que abarca el conocimiento humano, la astronomía es, muchas veces, objeto de ideas erróneas que pueden, en muchas ocasiones, crear incluso gran alarma social. Tal es el tema de la tormenta solar perfecta

Algunas personas piensan que, cuando el Sol muestra una mayor actividad, sus rayos pueden ser más peligrosos para la piel. Debemos saber que, en los ciclos de actividad solar, que se contabilizan por pares de 11 años (es decir, de 22 años), la diferencia de radiación que el Sol puede estar enviándonos es minúscula e inapreciable. Es más, en los momentos de mayor actividad solar, nuestra estrella nos está protegiendo con mayor fuerza frente a los dañinos rayos cósmicos extragalácticos. Sin olvidar que la atmósfera nos protege totalmente frente a la radiación que el Sol envía en forma de rayos X y rayos gamma.

En cualquier caso, distinta sería la posibilidad de que una gran fulguración emitiera un potente chorro de partículas que destruyera total o parcialmente los satélites de comunicaciones y que, incluso, acabara con una parte importante de las redes eléctricas sobre la Tierra. Estos temores se basan, sobre todo, en que podría repetirse una supuesta gran tormenta solar que debió de acontecer en septiembre de 1859 y que, parece ser, causó estragos en las primitivas redes de telégrafos de la época, además de que se observaron auroras boreales en latitudes casi tropicales, detectándose grandes anomalías geomagnéticas por todo el mundo. Un astrónomo aficionado, R. C. Carrington, observó con su telescopio, poco antes de que se sintieran estos efectos en la Tierra, dos fulguraciones en un gran grupo de manchas solares. Existen multitud de estudios científicos basados en ciertos registros, que no dejan de ser mediciones indirectas porque, en aquellos tiempos, se carecía de los instrumentos de medición necesarios. Básicamente, la fuerza de aquel fenómeno se ha calculado de modo indirecto y las posibilidades de que se produzca un fenómeno similar no están completamente claras.

observacion de carrington
Las letras A y B muestran los puntos en los que Carrington observó dos
fogonazos de luz blanca que le indujeron a pensar que había una fuga de
luz solar directal en su telescopio. Cortesía del Astrophysics Data System.

En cualquier caso, una eventualidad de este tipo no es imposible, ni mucho menos. Por ello, además de que tenemos ya en el espacio una flotilla de satélites que nos advierten, con algo de antelación, de esos fenómenos, sí que se reclama, no obstante, una mayor protección de las redes eléctricas, mediante la dotación de transformadores de emergencia y de un protocolo  de actuación, para el caso de que el Sol lanzara hacia nosotros un hipotético chorro de partículas, que nos permitiera desconectar con la rapidez necesaria los transformadores de las redes eléctricas. En este sentido parece que no están universalmente establecidas la medidas oportunas. Lo cuál no quiere decir que no exista la posibilidad de crear los mecanismos de prevención necesarios porque es, en realidad, sencillo protegerse de una eventualidad de este tipo. Esto no quiere decir que sea barato, pero más cara y difícil es la reposición de los transformadores que pudieran dañarse, así como la subsanación de los daños que sufriría nuestra sociedad.

Mayores riesgos para los viajes aéreos y espaciales

Actualización basada en una noticia de 23 de septiembre de 2011, de Science Now

Investigaciones recientes señalan que el Sol podría reducir aún más su actividad en próximas décadas, de lo que parece que lo está haciendo ya. Por ello, piensan que se puede prever una mayor incidencia de los rayos cósmicos galácticos sobre las personas. Así, los viajes realizados a gran altur, fuera de la atmósfera o más lejos (como una hipotética misión a la Luna o a Marte) estarían expuestos a una dosis de radiaciones ionizantes mayor que la actual. La protección de la heliosfera se debilita en tiempos de menor actividad solar.

Enlaces recomendados

The classification of the X-ray solar flares
NASA Space Weather

A study of the geomagnetic storm of 1859 (PDF)
Heikki Nevanlinna
, Finnish Meteorological Institute, Space Research Unit, Geophysical Research Division, 2004

Extremely strong geomagnetic storm of 1859 (PDF)
Tiasto et al. PITMIRP, 2009

Modeling of 1–2 September 1859 super magnetic storm (PDF)
Xinlin et al. University of Colorado, 2005

Modificado el ( domingo, 25 de septiembre de 2011 )
 
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