Las imágenes de las tormentas solares son espectaculares. Se ven como explosiones en la superficie solar y su duración varía de unos pocos minutos a horas.
Pero, detrás de esa atrapante belleza, esconden un mecanismo cuya comprensión es crucial para el ser humano.
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Las tormentas solares pueden ocurrir por sí solas o estar acompañadas de potentes erupciones de plasma (gas cargado eléctricamente) del Sol.
Si las partículas de estas erupciones llegan a la Tierra, pueden provocar estragos en infraestructuras como los sistemas satelitales y redes eléctricas, entre otros efectos.
Esta semana, investigadores de Francia publicaron un estudio en la revista científica Nature que ayudaría a predecir la aparición de estos fenómenos.
Cuerdas y jaulas
En términos generales, las tormentas solares son provocadas por una reorganización repentina y violenta del campo magnético del Sol.
A un nivel más profundo, el proceso está controlado por dos tipos de estructuras que se forman en el campo magnético del Sol, llamadas cuerdas y jaulas.
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La cuerda está confinada dentro de la jaula magnética. Si la jaula es fuerte, es capaz de contener las contorsiones de la cuerda, pero cuando la jaula es débil, entonces se puede producir una tormenta.
"Obtuvimos información sobre algo que no esperábamos que desempeñara un papel tan importante: la jaula sobre la cuerda", le dijo a la BBC Tahar Amari, astrofísico de la Escuela Politécnica y del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, que lideró el estudio.
En su trabajo, los investigadores se centraron en una intensa llamarada que se desarrolló el 24 de octubre de 2014 durante unas pocas horas.
Para ello, utilizaron datos del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA y realizaron simulaciones en supercomputadoras.
Las erupciones se generan en la corona del Sol, la capa más externa de su atmósfera. Pero, por razones que aún no están claras, la corona es mucho más caliente que la superficie, lo que inhibe la capacidad de los científicos para estudiar el campo magnético allí.
Entonces, los investigadores utilizaron datos de la fotósfera, la "superficie" del Sol, para reconstruir qué sucedía a 1.690 kilómetros de la corona.
Lo que descubrieron es que, en aquella tormenta de 2014, la cuerda no tenía energía suficiente como para atravesar todas las capas de la jaula.
Sin embargo, la cuerda se retorció tanto que provocó una inestabilidad magnética y logró destruir parte de la jaula. Esto permitió que una poderosa explosión de radiación se abriera paso, alterando entonces las comunicaciones tecnológicas en la Tierra.
Predecir las tormentas
Además de aprender sobre los mecanismos detrás de las tormentas solares, el modelo desarrollado por el equipo de Amari es capaz de predecir la energía máxima que podría liberarse de la región del Sol involucrada.
En otras palabras, podría usarse para proporcionar alertas tempranas para aquellas erupciones que podrían causar tormentas geomagnéticas peligrosas en la Tierra.
Las tormentas solares pueden interrumpir las comunicaciones satelitales, lo que afecta las señales telefónicas, de televisión, internet y los sistemas de posicionamiento global (GPS), entre otros servicios cotidianos.
También interrumpen la señal de radio de alta frecuencia y hasta tienen la capacidad de cortar el suministro de redes de electricidad.
Los aviones comerciales pueden quedar incomunicados a medida que están más cerca de los polos, que es donde se concentra la mayor parte de estas partículas.
Por su parte, las naves espaciales pueden presentar anomalías temporales, con daños en componentes electrónicos críticos, paneles solares y sistemas ópticos tales como cámaras y sensores estelares.
Y si bien la magnetósfera protege a las personas en la Tierra, los astronautas pueden alcanzar el límite a la exposición de radiación en cuestión de minutos.
Pero las tormentas solares también tienen efectos vistosos, como las auroras boreales que se pueden apreciar en algunos puntos cercanos al Polo Norte, y las raras auroras australes que llegan a ocurrir en el sur.
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