El ciclo solar

El Sol es el peor lugar del sistema solar en lo que respecta al clima tormentoso. Después de todo, en su corazón, nuestro Sol es una enorme bomba nuclear

El ciclo solar

Mucha de la naturaleza tempestuosa del Sol proviene de su núcleo. En su núcleo hay un gas denso y cargado eléctricamente. El gas cargado eléctricamente es una forma especial de materia llamada plasma. Este plasma en ebullición genera el potente campo magnético del Sol. Al igual que el campo magnético de la Tierra, el campo magnético del Sol tiene un polo norte y un polo sur. En el Sol, sin embargo, los campos magnéticos son mucho más desordenados y desorganizados que en la Tierra.

Aproximadamente cada 11 años, el campo magnético del Sol da un giro. En otras palabras, el polo norte se convierte en el polo sur, y viceversa.

Este vuelco es un aspecto del ciclo de actividad de aproximadamente 11 años que experimenta el Sol a medida que su campo magnético evoluciona lentamente con el tiempo. A medida que el ciclo avanza, el comportamiento tormentoso del Sol alcanza un máximo, y es entonces cuando el campo magnético se invierte. Entonces el Sol vuelve a establecerse en un mínimo, sólo para comenzar otro ciclo.

Evolución del Sol en luz ultravioleta extrema desde 2010 hasta 2020, vista desde el telescopio a bordo de la nave espacial europea PROBA2. Crédito: Dan Seaton/Agencia Espacial Europea (Collage de NOAA/JPL-Caltech)

Manchas solares

Las manchas solares son áreas de fuerzas magnéticas particularmente fuertes en la superficie del Sol. Parecen más oscuras que sus alrededores porque son más frías. Aun así, los científicos han descubierto que cuando hay muchas manchas solares, el Sol emite en realidad MÁS energía que cuando hay menos manchas solares. Durante el máximo solar, hay más manchas solares, y durante el mínimo solar, menos.

A través de filtros especiales, las manchas solares pueden parecerse a la imagen de la izquierda. ¡Los grupos de manchas solares son tan grandes como el planeta gigante Júpiter! A la derecha hay un primer plano de otras manchas solares. La mancha solar más grande de la derecha es más grande que la Tierra. Crédito: SOHO (NASA & ESA) y la Real Academia Sueca de Ciencias

Las erupciones solares

Las erupciones solares se producen debido a los campos magnéticos en constante movimiento de la atmósfera del Sol. A medida que el Sol se acerca al máximo solar (la parte más activa de su ciclo de 11 años), sus campos magnéticos se vuelven cada vez más complejos. Los campos magnéticos hacen un bucle y se cruzan entre sí, cortándose y volviéndose a conectar.

Probablemente haya visto lo que ocurre cuando espolvorea limaduras de hierro sobre una barra magnética. Las limaduras de hierro se alinean a lo largo de las líneas de fuerza magnéticas.

De forma similar, el plasma caliente de la superficie del Sol está a merced de las líneas de fuerza magnéticas. A veces, el plasma se desconecta de los campos magnéticos cuando éstos interactúan entre sí. Entonces las partículas del plasma caliente y cargado pueden acelerarse a gran velocidad y enviar una potente radiación al espacio. Esto es una erupción solar.

La frecuencia de las erupciones solares coincide con el ciclo de 11 años del Sol. Cuando el ciclo solar está en un mínimo, las regiones activas son pequeñas y escasas y se detectan pocas erupciones solares. Éstas aumentan en número a medida que el Sol se acerca a la parte máxima de su ciclo.

Eyecciones de masa coronal

A veces, el Sol arroja enormes cantidades de materia. Estos eventos se denominan eyecciones de masa coronal, o CME. Una CME puede liberar hasta 20.000 millones de toneladas de este material. Si ese material fuera roca, formaría una montaña de unos 3 kilómetros de diámetro y casi media milla de altura.

El material expulsado puede viajar a un millón o más de kilómetros por hora (500 km/segundo). Las erupciones solares y las CME son las «explosiones» más grandes y violentas de nuestro sistema solar, y liberan la potencia de unos mil millones de bombas de hidrógeno

Las CME rápidas se producen con mayor frecuencia cerca del pico del ciclo solar de 11 años, y pueden desencadenar importantes perturbaciones en la magnetosfera de la Tierra. El Sol puede expulsar materia en cualquier dirección, por lo que sólo algunas de las CME se encontrarán realmente con la Tierra.

Mejor clima espacial

Cuando la Tierra está en la trayectoria de una CME, tenemos «clima espacial». El único efecto bonito es la aurora boreal y la aurora austral alrededor de los polos magnéticos. Se producen cuando las partículas solares cargadas siguen las líneas de fuerza magnética de la Tierra hasta la atmósfera en los polos. Las partículas hacen que los gases en el aire brillen y se agiten como cortinas de luz coloridas y danzantes.

Mal tiempo espacial

Pero el tiempo espacial también puede causar muchos daños a nuestras tecnologías. Los sistemas de energía eléctrica en tierra pueden resultar dañados. Los astronautas de la Estación Espacial Internacional pueden resultar heridos. Los aviones que sobrevuelan los polos pueden exponer a los pasajeros y a la tripulación a importantes dosis de radiación. Los satélites en órbita terrestre pueden quedar inutilizados.

Para proteger nuestras tecnologías, a los viajeros de gran altura y a los astronautas, necesitamos que nos avisen cuando se avecina un mal tiempo espacial. Afortunadamente, tenemos satélites, como los Satélites Ambientales Operativos Geoestacionarios (GOES) de la NOAA, que vigilan el Sol y nos avisan de sus violentos estallidos.

Estas imágenes del Sol fueron captadas a la vez el 29 de enero de 2017 por los seis canales del instrumento SUVI a bordo del GOES-16. Cada canal observa el sol en una longitud de onda diferente, lo que permite a los científicos detectar una amplia gama de fenómenos solares importantes para la predicción del clima espacial.

Ahora, juega a «¡Pon los escudos!». Protege los satélites de la Tierra de las erupciones solares y las CMEs.