Más cerca de la actividad explosiva del Sol

Portada UNP 193 Una investigación realizada entre el Observatorio Astronómico Nacional y la Universidad de California, ofrece nuevas pistas sobre estos fenómenos. Mi artículo en UN Periódico, edición 193

El Sol, la esfera de gas incandescente que alimenta la vida en nuestro planeta, presenta en su superficie todo tipo de explosiones y fenómenos extraordinarios. De hecho, hacia finales de octubre y comienzos de noviembre de 2003 se registraron las fulguraciones solares más potentes de la era de las telecomunicaciones. Varios satélites geoestacionarios tuvieron que apagarse, los astronautas en la Estación Espacial Internacional debieron permanecer en sus módulos de servicio por dos horas, algunas aeronaves comerciales desviaron sus rutas, y en Suecia colapsaron las centrales eléctricas, lo que dejó temporalmente sin electricidad a cerca de 50.000 personas.

Debido a que es la estrella más próxima a la Tierra (está a unos 150 millones de kilómetros de distancia), el Sol es el laboratorio natural de mayor energía con el que cuenta la humanidad, esto lo convierte en un objetivo astronómico por excelencia. Además, su influencia sobre la sociedad tecnológica alienta aún más su estudio, pues si alguna de las tantas grandes explosiones que ocurren en su superficie expulsara material incandescente con dirección al Planeta Azul, las consecuencias podrían ser catastróficas. “Como producto de una explosión solar se puede generar una eyección coronal de masa, es decir, una nube de plasma incandescente que viaja a través del espacio interplanetario y potencialmente puede impactar la Tierra. Esto afectaría principalmente las comunicaciones satelitales y, por ende, traería grandes pérdidas económicas”, explica Juan Camilo Buitrago Casas, magíster en Ciencias–Astronomía de la Universidad Nacional de Colombia e investigador en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California, Berkeley (Estados Unidos).

Por lo anterior, entender la física que hay detrás de las explosiones solares y de aquellas que presentan sismicidad en la superficie del Sol fue uno de los retos del trabajo de maestría adelantado por el joven investigador, quien cursa estudios de doctorado en Física en la Universidad de California, Berkeley.

Magnificent CME Erupts on the Sun - August 31

On August 31, 2012 a long filament of solar material that had been hovering in the sun’s atmosphere, the corona, erupted out into space at 4:36 p.m. EDT. The coronal mass ejection, or CME, traveled at over 900 miles per second. The CME did not travel directly toward Earth, but did connect with Earth’s magnetic environment, or magnetosphere, causing aurora to appear on the night of Monday, September 3. Pictured above is an overlay blended version of the 304 and 171 angstrom wavelengths. Cropped. Credit: NASA/GSFC/SDO NASA image use policy. NASA Goddard Space Flight Center enables NASA’s mission through four scientific endeavors: Earth Science, Heliophysics, Solar System Exploration, and Astrophysics. Goddard plays a leading role in NASA’s accomplishments by contributing compelling scientific knowledge to advance the Agency’s mission. Follow us on Twitter Like us on Facebook Find us on Instagram

Sismos con respuestas

Los sismos solares (o sunquakes) son fascinantes, menciona el doctorando, pues están fuertemente ligados con el flujo energético que emerge de explosiones, además de ser una herramienta excelente para sondear el interior del Sol. De ahí el interés de los astrofísicos por comprender los procesos mediante los cuales la energía es transportada, almacenada y posteriormente liberada en las fulguraciones.

En una fulguración corriente se puede liberar una cantidad de energía del orden de 10 a 25 julios (J, unidad de energía que mide el trabajo necesario para producir un vatio de potencia durante un segundo) en unos cuantos cientos de segundos. Si se considera que la duración de una fulguración es de 10 minutos, la potencia liberada por la explosión es de unos 20 trillardos de vatios, lo que equivale a unas 200.000 veces el consumo de energía mundial en el 2006 (esta fue de cinco por diez a la 20 J, es decir, un cinco seguido por 20 ceros).

Gracias a los datos de alta calidad provenientes de los más avanzados telescopios espaciales, durante las últimas décadas se ha obtenido información clave que aumenta el entendimiento de estos eventos explosivos. A pesar de ello, aún son muchas las preguntas sobre los efectos que dichas fulguraciones pueden producir en las partes más profundas de la atmósfera solar.

“La recursividad científica nos ha permitido utilizar técnicas de la sísmica aplicada por los geólogos para entender la estructura interna de la Tierra, pero en el Sol. En otras palabas, estudiando los sunquakes podemos entender el interior de esta estrella”, amplía el investigador Buitrago Casas.

El laureado trabajo de maestría del experto Buitrago se centró en estudiar los efectos acústicos que ocurren simultáneamente con algunas fulguraciones solares. “Los sunquakes parecen estar en concordancia con la hipótesis de que podrían estar relacionados con un aumento súbito en la intensidad radiada en luz blanca durante la fase impulsiva de la fulguración, y una emisión intensa en rayos X duros (que por su elevada energía tienen una longitud de onda más corta); en otras palabras, la generación de la fuente sísmica en el interior solar se debe a partículas que se inyectan de forma muy fuerte e impulsiva”, explica el experto Buitrago Casas.

Sismos solares 2

A la caza de sismos

Para comprobar dicha hipótesis y valiéndose de métodos estadísticos, se realizó un análisis exhaustivo sobre una muestra de 30 fulguraciones solares ocurridas al inicio del ciclo solar 24 (que empezó en 2009 y alcanzó su máximo en 2013).

“Así, restringimos la muestra a todas aquellas explosiones con una alta emisión en rayos X, una vez identificadas, pasamos a analizarlas apoyados en mapas de movimiento de la superficie solar. Se trata de mapas de velocidad (dopplergramas) que se pueden reconstruir con base en datos de instrumentos espaciales u observatorios en Tierra”, explica el investigador Buitrago.

De los 30 eventos analizados, se encontró que 17 presentaron un claro aumento en la intensidad de la luz blanca radiada al momento de la explosión. Además, se hallaron cinco fulguraciones con alguna clase de actividad asociada con la presencia de unsunquake. Estos eventos tuvieron lugar el 16 de octubre de 2010 a las 19:12 tiempo universal (TU); el 15 de febrero de 2011 a las 01:55 TU; el 9 de marzo de 2012; el 5 de julio de 2012 a las 03:36 y el 5 de julio de 2012 a las 11:44; tres de ellos no habían sido reportados antes.

Por otro lado, el estudio de fulguraciones sísmicamente activas permite hacer un mapeo de capas profundas de la atmósfera solar (inaccesibles de otra manera), y de esta forma entender la dinámica de los procesos que ocurren allí durante un evento explosivo.

Los resultados de este trabajo han sido publicados en prestigiosas revistas científicas, expuestos en diferentes conferencias y coloquios internacionales e incluso, para ampliar el análisis sobre las explosiones que formaron parte de la muestra, se le acaban de solicitar recursos a la NASA para continuar con esta investigación. El avance se constituye en un ejemplo de cómo el grupo de Astrofísica Solar de la un, al que pertenece Juan Camilo Buitrago y que lideran los profesores Benjamín Calvo y Santiago Vargas, se posiciona a nivel nacional como líder en investigaciones de punta sobre los estudios de nuestra estrella más cercana, la misma que nos proporciona mucho más que maravillosos amaneceres y evocadores atardeceres.

Por último, según el docente Vargas, entender los procesos físicos que genera esta metodología solar es esencial para completar el rompecabezas en torno a la actividad del Sol, que influencia directamente todo el medio interplanetario en lo que se conoce como clima espacial.

*Descarga el PDF del artículo

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