El Sol es una de las mil millones de estrellas del Universo, sin embargo, para la Tierra y otros planetas de nuestro Sistema Solar el astro rey es una poderosa fuente de luz que da vida, calor y mantiene unido a nuestro sistema planetario. De acuerdo con la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) nuestro Sol tiene cuatro mil quinientos millones de años, o sea, un tiempo considerablemente largo en que ha bañado de luz y calor al planeta Tierra y, por tanto, su presencia estable ha permitido que poco a poco la atmósfera se haya reconfigurado, cambiado y evolucionado a lo que es hoy. Aunque el Sol es una estrella bastante tranquila de vez en cuando lanza una poderosa llamarada o tormenta electromagnética hacia la Tierra, una corriente constante de partículas cargadas conocidas como viento solar. El viento sopla a unos 450 kilómetros por segundo a través del Sistema Solar y golpea nuestra atmósfera, lo que supone una grave amenaza para las telecomunicaciones, los sistemas de navegación, satélites y redes eléctricas sobre las que se asienta nuestro día a día en la superficie terrestre.
La mayor tormenta geomagnética de la era espacial sucedió en marzo de 1989 y causó daños graves en infraestructuras de distribución de electricidad en algunas zonas de Canadá. La más potente de la que se tienen datos corresponde al llamado evento de Carrington, la tormenta geomagnética de 1859, relacionada con una eyección de masa coronal doble y que indujo auroras polares incluso en las latitudes ecuatoriales de la Tierra.
En 2003, de nuevo ráfagas solares y eyecciones de masa coronal provocaron interrupciones en las telecomunicaciones. Se observaron auroras boreales en el sur de Texas y en países mediterráneos, además de apagones en Suecia. También se emitieron alertas a las compañías de aviación para evitar que las aeronaves volaran a altas latitudes (este episodio es conocido como Tormenta de Halloween).
Importancia social y económica
Dada la gran importancia social y económica de estos sucesos, y su potencial para afectar el funcionamiento normal de los países con tecnología avanzada, en todo el planeta hay redes de vigilancia y alerta sobre la actividad solar.
En México contamos con solo un observatorio solar ubicado en la ciudad de Morelia, Michoacán, con sede en el Laboratorio de Ciencias Geoespaciales (Lacige) de la Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES), de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). El responsable es el doctor Mario Rodríguez Martínez quien platica con Vértigo.
“Los astrónomos estudiamos el Sol en diferentes longitudes de onda del espectro magnético como los rayos X y la luz ultravioleta, o sea, un mismo fenómeno se puede observar en diferentes longitudes de onda y a través de este conocimiento tenemos una idea del impacto de las tormentas electromagnéticas en nuestro planeta. Como nunca la humanidad hoy depende más de la tecnología; eso nos hace tan vulnerables que ante un daño a las telecomunicaciones caerían en cascada sistemas esenciales para nuestra vida diaria, como las transferencias bancarias, el Internet o la telefonía celular, por citar algunos ejemplos, expresa Martínez.
Es cierto que el campo magnético de la Tierra y la atmósfera ofrecen a los seres vivos una protección total frente a estos sucesos. Sin embargo, las tormentas geomagnéticas deben preocupar a los seres humanos únicamente en lo que respecta a las tecnologías más sensibles. De ahí la relevancia del monitoreo constante, como el realizado en la ENES Morelia, el cual brinda herramientas para responder de forma oportuna. “Porque se sabe que de los eventos que ocurren en el Sol, como ráfagas solares y eyecciones de masa coronal, arriban partículas que interaccionan con la magnetósfera terrestre, así como rayos X con el potencial de dañar satélites, telecomunicaciones y sistemas de geolocalización”, advierte el doctor Rodríguez.
Para entender qué es propiamente una tormenta solar imaginemos varios procesos propios de la actividad solar que implican grandes expulsiones de energía y materia, bien la capa más alta de la atmósfera solar (la corona, con las eyecciones de masa coronal o CME) o desde capas inferiores (cromosfera y fotosfera).
Estas explosiones se deben a inestabilidades en el campo magnético, cuyas líneas, como un látigo, expulsan violentamente una gran cantidad de partículas cargadas (sobre todo protones y electrones) que, según la orientación, pueden llegar a alcanzar la Tierra. De acuerdo con el doctor en ciencias, desde 2015 el grupo de científicos del observatorio de Morelia monitorea a diario al astro mediante una serie cuantiosa de fotografías de la atmósfera de la estrella en su totalidad. A fin de obtener estas imágenes las instalaciones cuentan con dos telescopios: un SolarMax II de 90 mm, provisto de filtros H-Alpha, el cual se enfoca en la cromosfera (parte de la atmósfera del Sol que se eleva desde la fotosfera hasta los dos mil km de altura), y uno MEADE de 14 pulgadas, con filtros diseñados para escudriñar la fotosfera.
Ambos son usados para estudiar las regiones activas, conocer su dinámica a lo largo del ciclo solar o para detectar radiación o partículas capaces de afectar el entorno terrestre. Las fotografías se obtienen con una cámara monocromática Celestron SkyRis 445M o, recientemente, con una ZWO ASI 183 mm.
Las imágenes e información obtenidas son enviadas al Centro Nacional de Prevención de Desastres, a la Agencia Espacial Mexicana y al Laboratorio Nacional de Clima Espacial de la UNAM a fin de prevenir emergencias provenientes del espacio exterior.
“Se trata de fotografías que nos permiten observar y situar en una imagen los eventos ocurridos en nuestra estrella”, acota el investigador.
Hasta ahora la ciencia sabe que la actividad magnética del Sol se manifiesta oscilando entre sus mínimos y máximos a lo largo de un ciclo de once años. Estos ciclos están relacionados con su actividad magnética y desde la Tierra los astrónomos los estudian a través de las manchas y las erupciones solares. Empero, no se puede descartar la aparición de una tormenta geomagnética en cualquier momento.
Investigadores de la Universidad de Warwick y el British Antarctic Survey sostienen que “una vez cada 25 años nuestro planeta Tierra es golpeado por una tormenta solar tan poderosa como para tambalear nuestro sistema electrónico”. Por ello no descartan la posibilidad de una súper tormenta geomagnética cuyo efecto sería devastador para el sistema que sostiene la vida cotidiana en la Tierra, que depende de la tecnología a un nivel cuyo fallo provocaría un caos inimaginable.
Dice el doctor Rodríguez que el estudio del Sol abre la posibilidad de conocer particularidades y semejanzas con otras estrellas del Universo: “Resulta que nuestro Sol es una estrella de tamaño medio. Hay estrellas más grandes, y hay estrellas más pequeñas. Hemos encontrado estrellas que son 100 veces más grandes en diámetro que nuestro Sol. Verdaderamente, esas estrellas son enormes. También hemos visto estrellas que son solo una décima parte del tamaño de nuestro Sol”.
Al igual que muchas otras fuentes de energía, el Sol no es eterno. Ya tiene 4.5 mil millones de años y ha utilizado casi la mitad del hidrógeno de su núcleo, por lo que se agotará en unos cinco mil millones de años, pasando el helio a ser su combustible principal.
Nuestra estrella el Sol
El Sol tiene un diámetro de 1.4 millones de kilómetros y está relleno de gases calientes que representan más de 99.8% de la masa total del sistema solar. ¿A qué llamamos caliente? La temperatura alcanza los 5 mil 500 grados centígrados en la superficie y más de 15.5 millones de grados centígrados en el núcleo.
Al igual que otras estrellas de su tipo, es una enorme esfera compuesta principalmente por hidrógeno y helio. Respecto a su estructura, en su interior se diferencian tres regiones: un núcleo, la zona radiactiva y la zona de convección.
Es una estrella de tipo espectral G2 y luminosidad V, es decir, una estrella G2V. Esta no es otra cosa que la forma rápida y abreviada que tienen los astrónomos para referirse a las estrellas enanas amarillas que poseen entre 0.8 y 1.2 masas solares. Tiene una edad aproximada de 4 mil 500 millones de años y se encuentra a unos 150 millones de kilómetros de nuestro planeta.