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Ciencia

Los nuevos flashes do Sol

Telescopio capta señales que parecen anticipar grandes explosiones

Instalado hace casi dos años en el Complejo Astronómico El Leoncito (Casleo), en los Andes argentinos, el Telescopio Solar para Ondas Submilimétricas (SST), un proyecto internacional concebido y coordinado por brasileños, parece haber captado “la luz” que justifica su existencia. La antena, de un metro y medio de diámetro, que opera en las altas frecuencias de 212 y 405 GHz (gigahertz, una unidad que equivale a mil millones de hertz o ciclos por segundo), en la franja del infrarrojo lejano, reunió evidencias de la existencia de una forma de emisión nunca antes comprobada: son pulsos o flashes extremadamente rápidos, provenientes de una región con manchas solares solo perceptibles a través de radiotelescopios que trabajan en esa franja del espectro electromagnético. Con duración de milisegundos, ese nuevo pulso parece suministrar una buena pista sobre la producción de energía durante la actividad solar, un proceso aún poco comprendido.

Las emisiones en esas frecuencias pueden estar asociadas a microabrillantamientos, ondas o movimientos sísmicos en las regiones activas del Sol. “Es como si estos flashes fueran una especie de preanuncio de las explosiones que ocurrirán en las manchas solares. Esas discretas emisiones no tienen periodicidad, pero su incidencia se acentúa de manera dramática momentos antes de que ocurra una erupción”, dice Pierre Kaufmann, director del Centro de Radioastronomía y Aplicaciones Espaciales (Craae), consorcio que opera el SST, integrado por investigadores de la Universidad Presbiteriana Mackenzie (UPM), del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) y de las Universidades de São Paulo (USP) y de Campinas (Unicamp).

El descubrimiento de esas emisiones, identificadas por primera vez el 22 de marzo de 2000 durante una gran explosión solar, fue narrado en la edición del 10 de febrero pasado de la revista estadounidense The Astrophysical Journal. Firmado por Kaufmann, profesor de la UPM, y otros científicos brasileños, el artículo tiene como coautores a investigadores del Casleo, del Instituto de Astronomía y Física Espacial de Buenos Aires y del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, de Alemania.

Pulsos de área activa
Los seis canales del SST – cuatro operan en 212 GHz y dos en 405 GHz – registraron ese día 1.300 pulsos surgidos de una región activa – un sistema de manchas solares, área sujeta por lo tanto a explosiones – catalogada por el NOAA como 8910. Los canales que focalizaban áreas más próximas a las manchas captaron más claramente los pulsos. Los orientados hacia puntos más distantes de éstas registraron discretamente las emisiones.

Para demostrar que no había ningún error de interpretación, el equipo de Kaufmann comparó las emisiones surgidas del área activa con mediciones efectuadas en un punto central y calmo del Sol – sin manchas – y en una zona de limbo, área menos brillante y distante del centro de la estrella. Ambas comparaciones dejaron claro que la antena del radiotelescopio SST había captado pulsos provenientes de las manchas y no una interferencia.

Convencido de haber descubierto un nuevo tipo de emisión solar, Kaufmann averiguó si existía otro registro de explosiones en las áreas activas asociadas a la región 8910 en aquel día, cosa que confirmó. Datos de dos satélites, el Soho (de las las agencias espaciales de Europa y Estados Unidos) y el Trace (estadounidense), suministraron indicios de que se habían producido grandes desplazamientos de energía en dicha área a partir de las 17 horas de Greenwich (14 horas de Brasilia). Todo se encajaba. Las imágenes en la frecuencia ultravioleta del Trace mostraban la formación de una gran alteración en la estructura magnética de las manchas de la región, que formaba un arco sobre ella. Las del Soho, obtenidas en luz blanca, testimoniaban la eyección de materia de la corona solar – la parte exterior del astro -: un gran acontecimiento energético causado por una explosión en el área activa 8910. “Los pulsos submilimétricos pueden ser de gran valía para investigar a inestabilidad de los plasmas (gases ionizados extremadamente calientes) próximos a la superficie del Sol, que de alguna manera estarían relacionados con el lanzamiento de masa coronaria hacia el espacio interplanetario”, afirma Kaufmann.

A distancia
El Sol emite radiaciones electromagnéticas variadas, desde ondas de radio hasta rayos X y gama, pasando por microondas, luz visible y radiación ultravioleta. En algunas frecuencias no existen pruebas de que existan pulsos solares: era el caso de la región del infrarrojo lejano en el que el SST actúa. Como ocurre con el estudio de casi todos los cuerpos celestes, la exploración de esa inmensa central de energía cósmica se realiza a distancia, por medio de satélites, sondas y telescopios espaciales terrestres. Una de las lagunas en el trabajo de observación de la actividad solar fue rellenada en mayo de 1999, con la entrada en operación del SST, el primero y único radiotelescopio del mundo proyectado para trabajar en las altas frecuencias de 212 y 405 GHz. Su construcción demoró siete años y demandó un millón de dólares, poco más de dos tercios de éstos aportados por la FAPESP, que financia también cerca de la mitad del proyecto actual, de 300 mil dólares.

Dos razones explican el hecho de que éste sea un proyecto de vanguardia, valorado y seguido por una asesoría internacional. La primera es su concepción, con los más modernos artefactos de observación, algunos fabricados a pedido. La antena y su cubierta protectora llegaron de Estados Unidos, los receptores de Alemania y el posicionador de precisión de Israel. El telescopio fue probado en Suiza en el Instituto de Física Aplicada de la Universidad de Berna, uno de los socios del proyecto, y, después de instalado, por el equipo del Casleo. Esa tecnología de punta le permite al SST captar pulsos extremadamente rápidos, con una duración de hasta un milisegundo.

Otra peculiaridad es su localización privilegiada. En El Leoncito hay cielo claro alrededor de 300 días al año y la humedad del ambiente es bajísima, cerca de un 5%. Estas dos condiciones favorecen las observaciones de pulsos en el infrarrojo lejano: “El SST se encuentra en una área de frontera de la ciencia, en la cual existen posibilidades y riesgos. Pero su potencial para realizar descubrimientos, esperados e inesperados, es animador”, evalúa Kaufmann.

Hace alrededor de 30 años, con equipos adaptados, investigadores británicos y estadounidenses creyeron haber captado emisiones submilimétricas. Pero en esa época, sin la precisión de los instrumentos actuales, no lograron comprobar la existencia tales emisiones, que el equipo de Kaufmann está examinando ahora más detalladamente. Es que el momento para la observación de pulsos relacionados con las explosiones solares es excelente.

Tenue e intenso
Desde el siglo XIX, se sabe que la actividad solar responde a un régimen fijo, que cambia de intensidad cada 11 años: alterna períodos de relativa calma (el mínimo del ciclo solar, sin manchas ni explosiones) y épocas de gran actividad (el máximo del ciclo, con manchas y explosiones frecuentes). En estos momentos, la estrella que nos ilumina se encuentra en el apogeo de un ciclo intenso, marcado por una gran formación de manchas, que crean puntos oscuros en su superficie, y constantes erupciones y explosiones, con liberación de enormes cantidades de energía. Los investigadores saben que el actual ciclo acaba de entrar en su punto más agudo (máximo solar). Esto quiere decir que los próximos años serán, en teoría, excelentes para observar fenómenos relacionados con explosiones solares y comprobar definitivamente la nueva forma de emisión detectada por el SST.

Pese a que cuenta con equipamientos modernos, buena localización y años de fuerte intensidad solar por delante, el radiotelescopio tendrá que enfrentar un problema administrativo: la falta gente para operarlo de manera permanente en El Leoncito, lugar de difícil acceso en los Andes. Esto que hace que el equipamiento permanezca parado la mayor parte del tiempo. Desde que fue inaugurado hace casi dos años, solo funcionó unos 80 días, producto de misiones de corta duración, de una o dos semanas cada dos meses.

Misterios estelares
Una esfera gaseosa con un núcleo mucho más denso, formada hace 5 mil millones de años. Casi todo lo que se refiere al Sol es grandioso. Dueño del 99,8% de la masa del sistema solar, pesa 330 mil veces más que la Tierra. En su diámetro de 1,3 millones de kilómetros cuadrados cabrían alrededor de 110 planetas del tamaño del nuestro.

¿Por qué estudiar la actividad del Sol? Más allá de la importancia de esa estrella que le suministra calor y luz a la Tierra y que proporcionó las condiciones básicas para que la vida floreciera en este planeta, existen otros motivos. La actividad de este cuerpo incandescente – una serie de eventos puntuales, como las explosiones, y perennes, como el viento solar, que es un río permanente de partículas cargadas electrónicamente que sale del astro en dirección al espacio – puede afectar el sistema de telecomunicaciones y la red de energía de la Tierra, así como también derribar satélites.

La conquista del Sol es a todas luces imposible. Su distancia, 150 millones de kilómetros, es 400 veces mayor que la que separa a la Tierra de la Luna. La corona solar – la capa más externa de su atmósfera, una especie de manto grueso que envuelve a la estrella- tiene una temperatura media de 1,1 millones de grados Celsius (°C). Esa capa externa, aún no se sabe bien por qué, es más caliente que la superficie propiamente dicha, con temperaturas del orden de los 5000°C. En el núcleo, el misterio es aún mayor: se producen allí reacciones de fusión nuclear de hidrógeno – que corresponde al 75% de la composición del astro – y la temperatura llega a 14 millones de grados. El Sol no es un cuerpo sólido: como la mayor parte del Universo, es una masa de plasma: gases calentados a tal punto que sus partículas se cargan eléctricamente bajo la forma de protones (carga positiva) y electrones (negativa).

EL PROYECTO
Aplicaciones del Telescopio Solar para Ondas Submilimétricas (SST)
Modalidad
Proyecto temático
Coordinador
Pierre Kaufmann – Universidad Presbiteriana Mackenzie
Inversión
R$ 137.496,00 y US$ 83.061,06

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