Erupciones masivas sacuden al Sol

Erupciones masivas sacuden al Sol

Diciembre 13, 2010: El 1 de agosto de 2010, un hemisferio entero del Sol hizo erupción. Filamentos de magnetismo se desprendieron y explotaron, ondas de choque se desplazaron a toda velocidad por la superficie estelar y nubes de gas caliente de miles de millones de toneladas fueron expulsadas hacia el espacio. Los astrónomos sabían que acababan de presenciar algo importante.
Fue un suceso tan importante que quizás haya hecho pedazos varias ideas antiguas sobre la actividad solar.
"El evento del 1 de agosto en verdad nos abrió los ojos", dice Karel Schrijver, quien trabaja en el Laboratorio Astrofísico y Solar de la empresa Lockheed Martin, en Palo Alto, California. "Vemos ahora que las tormentas solares pueden ser eventos globales, que se desarrollan a escalas que antes no podíamos imaginar".

Haga clic aquí para ver una película, grabada en el ultravioleta extremo, de la erupción global del 1 de agosto. Diferentes colores representan diferentes temperaturas del plasma en el rango de 1,0 a 2,2 millones de Kelvin. Crédito del video: Observatorio de Dinámica Solar. 

Schrijver ha estado trabajando por los últimos tres meses con el físico solar, y colega en Lockheed Martin, Alan Title, con el fin de entender lo que ocurrió durante la "Gran Erupción". Tenían muchos datos para analizar. El evento fue registrado con un nivel de detalle sin precedentes por el Observatorio de Dinámica Solar (Solar Dynamics Observatory o SDO, en idioma inglés) y por las naves espaciales gemelas STEREO (sigla en idioma inglés de Observatorio de Relaciones Solares - Terrestres), de la NASA. Con varios de sus colegas presentes para ofrecer comentarios, delinearon sus hallazgos hoy en una conferencia de prensa que tuvo lugar en el marco de la reunión de la Unión Geofísica Estadounidense, en San Francisco.
Las explosiones solares no son eventos aislados y localizados, anunciaron. La actividad solar está interconectada por medio del magnetismo a lo largo de distancias asombrosas. Fenómenos como las erupciones solares, los tsunamis y las eyecciones de masa coronal pueden ocurrir todos al mismo tiempo, incluso separados por cientos de miles de kilómetros, conformando un concierto caótico de complejidad abrumadora.

Las naves espaciales gemelas STEREO, de la NASA, alrededor del Sol.

"Ya no es suficiente enfocarnos en los campos magnéticos de regiones activas aisladas si queremos predecir erupciones solares", dice Title, "ahora debemos conocer el campo magnético superficial de prácticamente todo el Sol".
Esta revelación incrementa la carga de trabajo de quienes pronostican el tiempo en el espacio, pero también aumenta la potencial precisión de sus predicciones.
"La estrategia de estudiar globalmente el Sol podría traer grandes avances en la predicción de la actividad solar", comenta Rodney Viereck, quien trabaja en el Centro para la Predicción del Tiempo en el Espacio, en Boulder, Colorado, el cual pertenece a la Administración Nacional Océanica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration o NOAA, por su sigla en idioma inglés). "Esto, a su vez, permitirá brindar mejores pronósticos a nuestros clientes, como por ejemplo a los operadores de redes eléctricas o aerolíneas comerciales, quienes podrían actuar de forma pertinente para proteger sus sistemas y afianzar la seguridad de los pasajeros y de la tripulación".
En un artículo que prepararon para la Revista de Investigación Geofísica (Journal of Geophysical Research o JGR, por su sigla en idioma inglés), Schrijver y Title identificaron más de una docena de significativas ondas de choque, llamaradas, erupciones de filamentos y eyecciones de masa coronal, que abarcan 180 grados de longitud solar y 28 horas de tiempo. Al principio, parecía que se trataba de un conjunto de estrépitos; pero eso fue solamente hasta que confeccionaron gráficos de los eventos en un mapa del campo magnético solar.
Title describe este momento, que es digno de un ¡Eureka!: "Vimos que todos los eventos de actividad solar sustancial estaban conectados entre sí por medio de un extenso sistema de capas separatrices, separadoras y cuasi–separadoras". Una capa "separatriz" es una zona magnética parecida a una falla geológica, donde pequeños cambios en las corrientes de plasma circundantes pueden disparar grandes tormentas electromagnéticas.

Las zonas donde ocurrieron los eventos más importantes están indicadas en esta imagen del Sol capturada en el ultravioleta extremo. Dicha imagen fue obtenida por el Observatorio de Dinámica Solar durante la Gran Erupción del 1 de agosto. Las líneas blancas trazan el campo magnético solar. Crédito de la imagen: K. Schrijver & A. Title. [Imagen ampliada]

Durante mucho tiempo, los investigadores han sospechado que este tipo de conexión magnética era posible. "La noción de que podría haber erupciones solares 'solidarias' tiene al menos tres cuartos de siglo", escribieron en su artículo para la JGR. En algunas ocasiones, los observadores veían erupciones solares que estallaban una después de la otra —como si fueran palomitas de maíz—, pero era imposible demostrar que existía un vínculo entre ellas. Los argumentos que apoyaban la idea de causa y efecto eran estadísticos y muchas veces dudosos.
"El SDO y las naves espaciales gemelas STEREO han revolucionado esta clase de trabajo", dice Lika Guhathakurta, quien es investigadora del programa Viviendo con una Estrella, de la NASA. "Las tres naves espaciales, en conjunto, monitorizan el 97% de la superficie del Sol, permitiendo de este modo a los investigadores ver conexiones que eran muy difíciles de percibir en el pasado".

Concepto artístico del Observatorio de Dinámica Solar (SDO, por su sigla en idioma inglés). 

Como prueba de ello, aunque solamente dos terceras partes del evento que tuvo lugar en el mes de agosto fueron visibles desde la Tierra, éste fue registrado en su totalidad por la flota SDO–STEREO. Además, las mediciones del campo magnético solar que fueron llevadas a cabo por el SDO revelaron conexiones directas entre los varios componentes de la Gran Erupción, y esta vez no fueron necesarias las estadísticas.
Queda mucho trabajo por hacer. "Estamos aún separando las causas de los efectos", dice Schrijver. "¿Fue el evento una gran reacción en cadena, en la cual una erupción desataría otra —bang, bang, bang— en secuencia? ¿O todo ocurrió de forma simultánea, como consecuencia de algún cambio a mayor escala en el campo magnético del Sol?"
Es posible que el análisis futuro revele el detonador subyacente. Por ahora, el equipo está todavía acostumbrándose a la idea del carácter global de la actividad solar. Un comentarista recordó la vieja historia de los tres hombres ciegos que describen un elefante: uno toca su trompa, otro sostiene su cola y el tercero le huele una uña. Estudiar el Sol mirando una mancha solar a la vez puede ser tan limitante como lo ocurrido en esa historia.
"No quiere decir que todas las erupciones serán globales", destaca Guhathakurta. "Pero el carácter global de la actividad solar ya no puede ser ignorado".
Como si el Sol no fuese ya lo suficientemente grande ...

La lluvia de meteoros Gemínidas desafía cualquier explicación

La lluvia de meteoros Gemínidas, que este año alcanzará su máxima actividad el 13 y 14 de diciembre, es la lluvia de meteoros más intensa del año. Se prolonga por varios días, produce abundantes bolas de fuego y puede ser vista casi desde cualquier lugar de la Tierra.

Una bola de fuego de las Gemínidas estalla sobre el Desierto de Mojave en 2009. Crédito de la fotografía: Wally Pacholka / AstroPics.com / TWAN. 

 

Es también la lluvia de meteoros favorita del astrónomo Bill Cooke, de la NASA, aunque esto no tiene relación con ninguna de las razones mencionadas arriba.
"Las Gemínidas son mis favoritas", cuenta, "porque desafían cualquier explicación".
La mayoría de las lluvias de meteoros provienen de los cometas, los cuales dejan detrás suyo una abundante cantidad de meteoroides que luego se manifiestan como una noche de "estrellas fugaces". Sin embargo, las Gemínidas son distintas. Lo que les da origen no es un cometa, sino un extraño objeto rocoso llamado 3200 Faetón (Phaethon, en idioma inglés), el cual esparce una cantidad de escombros polvorientos demasiado pequeña como para explicar las Gemínidas.
"De todos los torrentes de escombros a través de los cuales pasa la Tierra anualmente, el de las Gemínidas es por mucho el más masivo", dice Cooke. "Si sumamos todo el polvo del torrente de las Gemínidas, fácilmente sobrepasa la masa de otros torrentes por factores que van desde 5 hasta 500 veces".
Esto convierte a las Gemínidas en el peso pesado de las lluvias de meteoros. En comparación, 3200 Faetón es más bien un peso pluma.
3200 Faetón fue descubierto en 1983 por el satélite IRAS (Infrared Astronomical Satellite o Satélite Astronómico Infrarrojo, en idioma español), de la NASA, y fue rápidamente clasificado como un asteroide. ¿Qué otra cosa podría ser? No tenía cola, su órbita se cruzaba con el cinturón principal de asteroides y sus colores eran muy parecidos a los de otros asteroides. De hecho, 3200 Faetón es tan parecido al asteroide Pallas, ubicado en el cinturón principal de asteroides, que bien podría ser un pedazo de 5 km que se desprendió de Pallas, el cual mide 544 km.

Concepto artístico de un impacto sobre Pallas. Crédito de la imagen: B. E. Schmidt y S. C. Radcliffe, de UCLA. 

 

"Si 3200 Faetón se desprendió del asteroide Pallas, como creen algunos investigadores, entonces los meteoroides de las Gemínidas podrían ser escombros que fueron dejados atrás por el evento de desprendimiento", especula Cooke. "Sin embargo, eso no concuerda con otras cosas que sabemos".
Los investigadores han observado muy cuidadosamente las órbitas de los meteoroides Gemínidas y han arribado a la conclusión de que fueron eyectados por 3200 Faetón cuando éste se encontraba cerca del Sol, no cuando fue desprendido de Pallas, en el cinturón de asteroides. La órbita excéntrica de 3200 Faetón lo lleva muy adentro de la órbita de Mercurio cada 1,4 años. Por ello, el cuerpo rocoso recibe una ráfaga de radiación solar que podría causar que chorros de polvo se evaporaran y se integraran al torrente de las Gemínidas.
¿Podría ser esta la respuesta?
Para poner a prueba la hipótesis, los investigadores utilizaron las naves espaciales gemelas STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory u Observatorio de las Relaciones Terrestres y Solares, en idioma español), de la NASA, las cuales están diseñadas para estudiar la actividad solar. Los coronógrafos ubicados a bordo de STEREO pueden detectar asteroides y cometas que pasan muy cerca del Sol y, en junio de 2009, detectaron a 3200 Faetón a una distancia de tan sólo 15 diámetros solares de la superficie del Sol.

 

La trayectoria de 3200 Faetón indicada en la cámara HI–1A del coronógrafo localizado a bordo de STEREO. Los destellos azules y verdes (en colores falsos) provienen del Sol.

Lo que ocurrió entonces sorprendió a los científicos planetarios de la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles, en idioma español) David Jewitt y Jing Li, quienes analizaron los datos. "El brillo de 3200 Faetón de pronto aumentó al doble", escribieron. "La explicación más plausible es que Faetón haya eyectado polvo, quizás como consecuencia de un resquebrajamiento de la roca en la superficie (a través del agrietamiento de minerales hidratados, ocasionado por la fractura y la descomposición térmica) ante el intenso calor del Sol".
La hipótesis del "cometa rocoso" de Jewitt y Li es atractiva. Sin embargo, ellos indican que tiene un problema: la cantidad de polvo eyectada por 3200 Faetón en su encuentro solar de 2009 agregó un mero 0,01% a la masa del torrente de las Gemínidas, lo cual no es ni remotamente suficiente para mantener reabastecido al torrente por mucho tiempo. ¿Quizás el cometa rocoso era más activo en el pasado?
"Simplemente no sabemos", dice Cooke. "Cada cosa nueva que aprendemos sobre las Gemínidas parece profundizar el misterio".
La Tierra pasará este mes a través del torrente de escombros de las Gemínidas y producirá hasta 120 meteoros por hora en aquellos sitios donde el cielo esté oscuro. El mejor momento para observarlos es probablemente entre la media noche local y el amanecer del martes 14 de diciembre, cuando la Luna esté baja y la constelación Géminis se encuentre cerca del cénit, proyectando así brillantes Gemínidas a través del cielo estrellado.