Dinámica solar: Ciclos, Erupciones y EMCs.

Por Genaro Grajeda.

Nuestro Sol es complicado, no hay que ser un genio para darse cuenta de ello. Esa gigantesca bola de plasma ionizada, que tiene el 99% de la masa del Sistema Solar afecta nuestras vidas directamente, cada día, de una forma u otra. En estos últimos días ha habido grandes erupciones  y bellas auroras. ¿Cómo es que suceden y en que forma nos afectan? En esta columna trataré de explicar de forma sencilla este complicado proceso.

Dinámica solar: Ciclos, Erupciones y EMCs.

Pocas observaciones científicas tienen casi 400 años de captación de datos continuos. Galileo, desde que creó su telescopio para ver a las estrellas, también dedicó parte de su tiempo a mirar nuestro Sol (pero no directamente); observó que en ocasiones aparecían áreas más oscuras que en el resto de nuestra estrella. A estas áreas oscuras se les llamó Manchas Solares. Estas son regiones en las que el Sol tiene una menor temperatura superficial a causa de una intensa actividad magnética. Cabe destacar que, las manchas solares no fueron descubiertas por Galileo. Las primeras menciones de Manchas Solares datan del año 360 A.C. por el astrónomo Chino Gan De. En Occidente el discípulo de Aristóteles, Teofrasto, mencionó en sus  observaciones Solares una serie de Manchas Solares en el año 300 A. C.  No fue sino hasta  1843 que el astrónomo Alemán Samuel Heinrich,  que estudió durante 17 años la actividad solar, se dio cuenta de un marcado patrón de repetición en la aparición de las Manchas Solares. Heinrich había descubierto el Ciclo Solar.

Actualmente sabemos que el Ciclo Solar es una dinámica y rápidamente cambiante interacción de los polos magnéticos solares. Los polos tienden a cambiar de posición aproximadamente cada 11 años y regresar a su posición original nuevamente en otros 11 años. El ciclo solar dura en promedio de 22 años. Es justo a la mitad de dicho proceso, en la cual los polos se encuentran localizados en el Ecuador Solar, que hay una mayor cantidad de actividad solar impactando a la Tierra. Al contrario, cuando los polos magnéticos se encuentran en los Polos Solares, las manchas solares disminuyen drásticamente de intensidad. El Ciclo Solar entonces tiene una Mínima y una Máxima Solar.

Desde principios de 2011 hemos estado observando los efectos de la Máxima Solar. Seguro en este momento se preguntarán: ¿cuáles son los efectos de la Máxima Solar en la Tierra? Para responder dicha pregunta necesitamos introducir tres términos: Irradiación Solar, Erupciones Solares y Eyecciones de Masa Coronal.

Como bien sabemos, la principal fuente de energía de la Tierra es la Radiación Solar. Dentro de la Radiación Solar encontramos la emisión de todo el espectro electromagnético. Dentro de dicho espectro, la luz visible y la radiación infrarroja nos dan los elementos necesarios para que la superficie Terrestre tenga condiciones necesarias para la vida como la conocemos. En dicha emisión encontramos también radiación ultravioleta y rayos-X que son absorbidos por la atmósfera.  Los astrónomos han decidido calcular y reportar la cantidad de energía que recibimos del Sol con un índice llamado Irradiación Total Solar. La cantidad de energía que recibimos del Sol afecta directamente el clima Terrestre y puede tener cambios sencillos como ligeros calentamientos globales o cambios tan drásticos como Eras de Hielo. Por está razón es muy importante mantener un constante monitoreo de la Radiación Solar.

Las Erupciones Solares y las Eyecciones de Masa Coronal están íntimamente relacionadas con los drásticos cambios magnéticos en la superficie solar. Una Erupción Solar es causada por el rompimiento de un Anillo Solar, que es un semi-aro con plasma ionizado pasando de un punto a otro de la superficie solar. Con el Anillo Solar roto, el plasma ionizado es lanzado lejos de la superficie solar. Generalmente la masa de la Erupción Solar tiende a regresar a la superficie. Si la flama es muy fuerte, la masa entonces no regresará al Sol y se creará una Eyección de Masa Coronal. Las EMCs están formadas por grandes cantidades de plasma que tienen protones y electrones además de que posiblemente contienen Helio, Oxígeno y Hierro; además de una gigantesca cantidad de radiación electromagnética. Las Erupciones Solares se clasifican en una escala que incluye las letras A, B, C, M y X siendo las clases M y X las de mayor intensidad. Se subdividen las primeras cuatro intensidades en números del 1 al 9 y la intensidad X ha registrado una intensidad de hasta 47 magnitudes, después de extrapolar la intensidad registrada. Esto también genera EMCs con mucho mayor violencia. Durante una Máxima Solar pueden haber 3 o más Eyecciones de Masa Coronal por día mientras que durante una Mínima Solar existirá un evento menor una vez por semana o menos.

Bien definidos ahora estos conceptos, hablemos de sus efectos en la Tierra. Si una Erupción Solar tiene dirección a la Tierra, su respectiva EMC impactará nuestro planeta uno o dos días después del evento. La interacción que ocurre con el campo magnético de la Tierra crea una Tormenta Geomagnética, lo que erróneamente algunos medios llaman Tormenta Solar. La magnetosfera defiende la superficie del planeta de esta inesperada bola de energía y radiación. La interacción del viento solar y plasma con la magnetosfera crean un considerable aumento en el campo eléctrico terrestre y despliega hermosas Auroras Boreales y Australes. Cabe mencionar que estos efectos son sólo visibles en la Tierra y pueden no suceder en otros lugares, aunque se han observado Auroras tanto en Júpiter como en Saturno pero actualmente es imposible saber si se forman como en la Tierra o son creados por otro fenómeno.

Algunos medios mencionan la posibilidad de interrupciones en el suministro eléctrico y problemas en las telecomunicaciones a causa de las EMCs. Y es cierto, cuando algunas clases de Erupciones de intensidad X golpean la Tierra pueden freír los circuitos de satélites lejos de la seguridad de nuestro planeta interrumpiendo servicios de Telecomunicación, o en el caso de la Estación Espacial Internacional podrían poner en peligro la vida de sus astronautas residentes. En el pasado fuertes explosiones han causado interrupciones del servicio telegráfico y el gran apagón de Quebec en 1989. Para estar preparados para este tipo de eventos, NASA y la Agencia Espacial Europea han unido fuerza para alertarnos con anticipación de estos eventos solares. Actualmente el Observatorio de Dinámica Solar (SDO por sus siglas en inglés) es nuestra mejor herramienta de alerta temprana hoy en día.

Espero pues, que haya sido de su agrado esta sencilla clase de la rama de la Física conocida como Heliofísica, que es ciertamente un bastante más complicado que esta columna y que, conforme obtenemos más información sobre nuestro planeta y el Sol continuará cambiando.

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