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Ciencia

Antes que llegue la tempestad

Pulsos ultrarrápidos de radiación preceden a los gigantescos chorros de partículas expelidos por el Sol

nasaEn 1989 una tempestad solar fue la causa del histórico apagón que afectó a Canadá y Estados Unidos. La interferencia de los campos electromagnéticos generados por la llegada de partículas emitidas por el Sol cortó el flujo de las líneas de transmisión, que operaban al límite. Esa posibilidad era tan solo una sospecha, ya que el Sol presenta fases de producción anormal de energía: la más conocida sigue un ciclo de 11 años. El signo más evidente de este fenómeno parece inofensivo – aumenta el número de manchas sobre la superficie de la estrella –, pero en realidad ése es el preanuncio de un bullicio capaz de agitar el régimen del clima espacial en todo el Sistema Solar.

Durante los años siguientes, en esas manchas se producen explosiones que hacen que las regiones ubicadas en la superficie del Sol se tornen más brillantes, y algunas de ellas lancen al espacio gigantescas nubes – son las eyecciones de masa coronal, que a veces tienen una extensión superior al diámetro del propio Sol, de 1,4 millones de kilómetros. Lanzadas a una velocidad de mil kilómetros por segundo, estas burbujas de partículas cargadas eléctricamente fustigan a los astros vecinos. Si el bombardeo llega a la atmósfera terrestre entre dos y tres días después de la explosión, se produce un espectáculo de colores que tiñe las noches polares: son las auroras boreales y australes. Pero también se generan problemas. Dependiendo de las dirección, la velocidad y la cantidad de partículas, las tempestades solares pueden causar desperfectos temporales en los satélites, o pueden llegar a destruirlos. Una vez pasada esa fase en la que esa actividad llega a su máximo – la más reciente se dio en 2001 –, el número de manchas en el Sol disminuye y las erupciones brillantes se vuelven menos frecuentes.

Pero esa calma en la estrella es solo aparente, tal como lo revelan los estudios coordinados por el físico Pierre Kaufmann, del Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Presbiteriana Mackenzie (UPM). Utilizando un telescopio especial construido en los Andes argentinos y parcialmente financiado por Brasil, el equipo de Kaufmann detectó brevísimos pulsos de radiación en longitudes de onda submilimétricos, que ayudaron a caracterizar una actividad aún no identificada de la estrella.

Son los destellos tenues – con una duración estimada de entre 100 y 500 milésimas de segundo –, que no pueden ser captados por la mayoría de los telescopios en Tierra o en el espacio, debido a que son emitidos en una longitud de onda muy corta, cercana a la de las ondas de calor, pero que son alrededor de mil veces mayores que la de la luz visible. Esa radiación, en ocasiones calificada como infrarrojo lejano, tiene una longitud de onda inferior al milímetro, y por tal razón es también conocida como submilimétrica. “Las antenas que captan esas longitudes de onda generalmente no pueden apuntarse hacia el Sol sin que sufran daños, y no están preparadas para detectar pulsos tan rápidos”, dice el investigador.

Recientemente, el equipo del físico paulista obtuvo datos que mostraban que esos pulsos de luz preceden a las gigantescas erupciones solares, que constituyen la posible razón de algunos apagones acaecidos en la Tierra que no tienen causa conocida. En caso de que se demuestre la existencia de un vínculo entre los incidentes ocasionados en el planeta y las tempestades solares, aun fuera de los picos de actividad de la estrella, el estudio de las ondas submilimétricas adquiere importancia, debido a la posibilidad de explicar incluso las alteraciones en el clima. Es sabido que los ciclos de la actividad solar influyen la cobertura de nubes en el cielo, interfiriendo en los regímenes de estiaje o sequía y de lluvias en todo el planeta.

Por tal razón, el Comité Científico de Física Solar Terrestre (Scostep), que integra la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (Unesco), creó un programa internacional con el objetivo de comprender la influencia del Sol sobre el clima de la Tierra – más allá del suministro de energía bajo la forma de luz y calor, lógicamente. Se trata del Cawses (Climate, Weather and the Sun-Earth System), que estudiará los fenómenos solares que afectan a la industria aeroespacial. En 2000, uno de los satélites Brasilsat fue dañado por partículas solares cuando estaba entrando en órbita. “Con una mejor comprensión de los efectos solares sobre la Tierra”, dice el físico, “será posible evitar el lanzamiento de satélites durante los períodos más vulnerables, tornando así más confiable su operación.”

El grupo coordinado por el físico paulista solamente logró observar las ondas submilimétricas emitidas por el Sol porque el aparato instalado en Argentina – el Telescopio Solar para Ondas Submilimétricas (SST), en operación regular desde el año pasado en el Complejo Astronómico El Leoncito – capta la radiación electromagnética en dos franjas submilimétricas, correspondientes a las frecuencias de 212 gigahertz y 405 gigahertz. Tras monitorear los complejos de manchas solares con el SST entre marzo de 2000 y julio de 2002, los investigadores compararon esos datos con imágenes recolectadas por dos equipamientos del satélite Soho (sigla de Observatorio Heliosférico Solar) en el preciso momento en que aparecieron eyecciones de masas solares, precedidas por seis secuencias de flashes submilimétricos ultrarrápidos. El objetivo era verificar cuál sería la asociación entre las eyecciones de masa solar y las secuencias de pulsos submilimétricos, identificados por primera vez por Kaufmann tres años atrás y descritos en un artículo publicado en el Astrophysical Journal de febrero de 2001.

La sorpresa llegó cuando el equipo del físico, integrado por brasileños, alemanes, rusos y argentinos, verificó que la serie de pulsos siempre antecedía a las gigantescas expulsiones de masa desde el Sol, observadas por el satélite Soho. Las eyecciones de masa coronal liberan hasta mil veces más energía que las mayores explosiones que se producen cerca de la superficie de la estrella, la cromosfera, verificadas tan solo unas pocas veces durante cada ciclo de 11 años de actividad solar. Son también mucho más frecuentes: cada 11 años se producen tan solo dos o tres explosiones gigantes, acompañadas por formaciones brillantes en la cromosfera, mientras que se producen eyecciones de masa coronal durante todo ese lapso.

Los misterios del Sol
Con todo, en algunos casos, la comparación entre los datos reveló algo aún más curioso. A la secuencia de flashes le siguió la eyección de masa coronal sin la marca típica de esos fenómenos: el surgimiento de áreas más brillantes – las explosiones cromosféricas – sobre la superficie del Sol. Con base en estas observaciones, los investigadores publicaron en julio pasado en el Journal of Geophysical Research un artículo que sugería que esos flashes estarían en el origen de las grandes eyecciones de masa solar. “Todavía sigue siendo un misterio el origen de esos pulsos”, dice Kaufmann. “Pero ellos apuntan un nuevo camino para comprender los procesos energéticos que suceden cerca de la superficie del Sol y de cómo éstos contribuyen para lanzar las partículas rumbo al espacio.”

Descubiertas a comienzos de los años 70, las eyecciones de masa coronal solamente adquirieron importancia luego de que el observatorio Soho, que permanece en una órbita intermedia entre la Tierra y el Sol, registrara imágenes del fenómeno que interfiere en el campo magnético de nuestro planeta y mostrara que éstas son más frecuentes de lo que se creía. Ya se sabe que se producen independientemente de la fase de actividad de la estrella. Si el Sol está muy activo, ésta pueden llegar a ser observadas decenas de veces por semana. En la fase de menor actividad, se producen decenas de veces por mes. Ahora el equipo de Kaufmann se aboca a buscar datos estadísticos que relacionen las aleatorias eyecciones de masa solar con los fenómenos registrados en la Tierra.

El Proyecto
Aplicaciones del Telescopio Solar para Ondas Submilimétricas
Modalidad
Proyecto Temático
Coordinador
Pierre Kaufmann – Universidad Presbiteriana Mackenzie
Inversión
R$ 137.496,00 y US$ 83.061,06

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