Clima espacial
Las tormentas solares gigantes pueden deleitarnos al causar luces brillantes en el cielo nocturno, pero también pueden ser destructivas. Los científicos están colaborando para poder predecir el clima espacial y mantenernos seguros.
El clima espacial es el término utilizado para describir una cadena de fenómenos y eventos que comienza con el viento solar y las tormentas solares, e incluye sus efectos en la atmósfera de la Tierra, los satélites y los sistemas de energía terrestres.
El Sol emite energía continuamente como luz y calor, y envía grandes cantidades de materia o partículas cargadas: el viento solar. A menudo hay erupciones gigantes en el Sol que lanzan grandes cantidades de energía y partículas al espacio. Estos eventos se denominan tormentas solares. Al igual que en la Tierra, donde las tormentas se analizan como parte de nuestro clima, las tormentas solares forman parte del clima espacial.
El Sol emite constantemente partículas al espacio. Este vídeo muestra partículas que fluyen al espacio, llamadas viento solar, durante un eclipse. (Shadia Habbal)
A veces, hay grandes erupciones solares, conocidas como fulguraciones, prominencias o eyecciones de masa coronal, que lanzan grandes cantidades de materia al espacio. Esta es una gran erupción capturada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA el 24 de febrero de 2011. (NASA/Goddard Space Flight Center)
Normalmente, el campo magnético de la Tierra nos protege del viento solar desviando las partículas cargadas alrededor de la Tierra hacia los polos norte y sur. Estas partículas energizan los elementos en nuestra atmósfera, lo que da como resultado las brillantes luces celestiales que conocemos como auroras: aurora boreal cerca del polo norte, y aurora austral cerca del polo sur. Durante una tormenta solar, cuando la Tierra es bombardeada con miles de millones de toneladas de partículas adicionales, vemos auroras extraordinariamente brillantes y hermosas que también pueden extenderse más cerca del ecuador.
La interpretación de un artista del viento solar desviado por nuestro campo magnético alrededor de la Tierra. (NASA)
La aurora boreal se vio sobre Alaska la noche del 16 de febrero de 2017, en el Poker Flat Research Range al norte de Fairbanks. (NASA/Terry Zaperach)
Aunque las tormentas solares pueden crear una gran belleza, también pueden ser destructivas. Las tormentas solares pueden interrumpir las redes eléctricas y las comunicaciones en la Tierra. Las partículas energéticas del Sol pueden interferir tanto con el flujo de corriente eléctrica en los cables como con la transmisión de ondas de radio a través del aire. A menudo, las tormentas producen sobretensiones en la red eléctrica y estáticas en la radio. Si una tormenta es lo suficientemente fuerte, las redes eléctricas se pueden sobrecargar y las señales de radio se pueden ahogar.
El evento Carrington de 1859 es la disrupción más famosa de este tipo. Esta tormenta solar causó auroras rojas que se observaron muy hacia el sur, en Cuba, y graves interrupciones en las comunicaciones de telégrafos globales. La tormenta incluso provocó incendios y descargas eléctricas a algunos operadores de telégrafos. Desde entonces se han producido otras interrupciones notables. La Gran Tormenta en mayo de 1921 provocó que las luces de Broadway se atenuaran y cerraron temporalmente el ferrocarril central de Nueva York. En la cumbre de la Guerra Fría en mayo de 1967, una tormenta solar casi inició un conflicto cuando el gobierno estadounidense creyó que los soviéticos habían atascado las comunicaciones por radar y radio. (Afortunadamente, la Fuerza Aérea notificó al gobierno que había habido un evento de clima espacial antes de que se ordenara un ataque). En 1989, una tormenta afectó a la Tierra y creó auroras en Texas y Florida y abrumó la red eléctrica de Canadá, apagando la electricidad a seis millones de personas. En 2017, la actividad solar provocó una tormenta que resultó en un apagón de radio de alta frecuencia durante más de ocho horas el mismo día en que el huracán Irma pasó por el Caribe.
Por supuesto, cualquier cosa fuera de la región protegida por el campo magnético de la Tierra está en riesgo extremo por la actividad solar. Los satélites en órbita, por ejemplo, tienen muy poca protección. En 2022, una tormenta destruyó 40 satélites Starlink de SpaceX. Las naves espaciales afectadas por tormentas pueden experimentar anomalías operativas temporales, daños en los componentes electrónicos críticos, matrices solares degradadas y daños en las comunicaciones de superficie a órbita y superficie a superficie. Además, la exposición a la radiación de partículas puede amenazar la vida de los astronautas.
Una mancha solar es una zona en la superficie solar con más actividad. Los científicos las supervisan de cerca, ya que las manchas solares a menudo se convierten en erupciones solares. Este vídeo muestra una zona solar a medida que gira hacia la vista, creando un destello solar y luego una eyección de masa coronal aún mayor que causa auroras en la Tierra, antes de girar fuera de la vista. (NASA/GSF)
Nos urge predecir el clima espacial a medida que aumentamos nuestra dependencia tecnológica de la red eléctrica y a medida que la NASA se avienta cada vez más al espacio. Con este fin, la NASA está trabajando con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA por sus siglas en inglés). Juntos, tienen una flota de satélites que supervisan el Sol constantemente y proporcionan datos en tiempo real a los pronosticadores del tiempo espacial. Al igual que predecimos tormentas eléctricas y lluvias, el Space Weather Prediction Center de NOAA ejecuta simulaciones y puede hacer predicciones sobre cuándo llegará una tormenta espacial a la Tierra. A continuación, alerta a los grupos adecuados para que las empresas eléctricas, las aerolíneas y otros puedan tomar las precauciones necesarias.