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¿La próxima temporada de clima espacial será tormentosa o templada?

¿La próxima temporada de clima espacial será tormentosa o templada?

La gran noticia sobre el sol es que no hay grandes novedades. Somos bendecidos, les gusta decir a los astrónomos, vivir junto a una “estrella aburrida”.

Pero los habitantes (si los hay) de los planetas que orbitan alrededor de la estrella vecina Proxima Centauri, a solo 4,2 años luz de distancia, son menos afortunados. En abril, los astrónomos anunciaron que una erupción masiva había estallado desde su superficie en 2019. Durante siete segundos, mientras una batería de telescopios en la Tierra y el espacio observaban, la pequeña estrella había aumentado su emisión de radiación ultravioleta 14.000 veces, una de las más de esas. llamas ya vistas en nuestra galaxia.

Esto era más que un territorio de quemaduras solares severas. “Un ser humano en este planeta lo pasaría mal”, dijo Meredith MacGregor, profesora de astronomía en la Universidad de Colorado que dirigió el esfuerzo de observación mundial.

El clima espacial en esta escala podría esterilizar planetas potencialmente habitables y podría traer malas noticias para la búsqueda de vida fuera de este sistema solar. Incluso el clima templado del espacio puede ser inquietante para las criaturas ya desarrolladas y establecidas; Las manchas solares y las tormentas solares, que suben y bajan en un ciclo de 11 años, dispersan energía que puede poner en peligro las naves espaciales, los astronautas y los sistemas de comunicación.

Un nuevo ciclo de tormentas comenzará en cualquier momento y los astrofísicos están divididos sobre cuán activo o amenazador será. El sol puede estar a punto de establecer récords en cuanto al número de manchas solares y tormentas violentas, o puede estar disminuyendo como el Maunder Low desde 1645 hasta 1715, cuando casi no aparecieron manchas solares, un período que se conoció en Europa como Little Ice Era.

“Vivimos en la atmósfera de una estrella”, como dice Scott McIntosh, físico solar del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado. “Como civilización, damos por sentada nuestra estrella”.

Aquí, a 93 millones de millas de la estrella más cercana, la que llamamos nuestro sol, existimos y prosperamos principalmente al borde de una violencia y complejidad casi incomprensibles.

El Sol es una estrella de tamaño mediano, una bola de gas ionizado abrasador de un millón de millas de diámetro. Su gran interior gira más rápido que su exterior y sus capas exteriores giran más rápido en el ecuador que en los polos. El resultado es un nido enredado de campos magnéticos, que se manifiestan como manchas solares y empeoran cuando llegan a la superficie.

Cada segundo, las reacciones termonucleares en el centro del Sol queman 600 millones de toneladas de hidrógeno en 596 millones de toneladas de helio. Los cuatro millones de toneladas restantes, convertidos en energía pura, son el pago de la hipoteca de toda la vida en la Tierra y quizás en otras partes del sistema solar. A medida que la energía emerge del sol, se eleva a través de capas de gas sucesivamente más frías y menos densas y, finalmente, 100.000 años después, la fotosfera, o superficie, donde la temperatura es de sólo 5.700 grados Fahrenheit.

El sol es increíblemente constante al hacer estos pagos de hipoteca. Hace unos años, un experimento en Italia confirmó que nuestra estrella no parece haber cambiado su producción de energía durante al menos los últimos 100.000 años, el tiempo que tarda esta energía en migrar desde el núcleo del sol. Los investigadores pudieron calcular cuánta energía produce el sol en tiempo real midiendo partículas subatómicas llamadas neutrinos que son producidas por reacciones nucleares dentro del sol, escapan en segundos y llegan a la Tierra en solo ocho minutos. Descubrieron que esta energía coincidía con la producción que se generó hace 100.000 años y solo ahora es detectable.

La acción no se detiene en la superficie del sol. Esta amigable fotosfera amarilla hierve como avena y está llena de oscuras tormentas magnéticas (las infames manchas solares) que crepitan, giran y azotan el espacio con lluvias de partículas eléctricas y radiación. La corona, formada por tiras delgadas y sobrecalentadas de gas electrificado y visible solo durante los eclipses solares, se extiende por millones de kilómetros de la superficie brillante.

Las cosas a veces salen mal, aunque hasta ahora en una escala muy por debajo de las explosiones observadas en el Proxima Centauri. A medida que los campos magnéticos generados por todo ese remolino de gas electrificado emergen en la superficie del Sol, se retuercen y se enredan. Finalmente, se juntan y se vuelven a conectar en bucles, liberando cantidades masivas de radiación y partículas cargadas, una explosión solar que puede ser más poderosa que millones de bombas de hidrógeno.

A veces, estas llamas dispersan piezas enteras de las capas exteriores del Sol en el espacio, en eventos llamados eyecciones de masa coronal. La madre de todas las tormentas solares conocidas hasta ahora ocurrió el 1 de septiembre de 1859, cuando una gota de sol golpeó la Tierra. Las chispas salieron de los sistemas de telégrafo en Europa y América del Norte, provocando incendios. Las auroras de esa noche se extendían hacia el sur hasta Hawái y Cuba y eran tan brillantes que la gente podía leer sus periódicos a su luz.

En 2012, otra eyección de masa coronal casi golpeó la Tierra. Un estudio anterior de la Academia Nacional de Ciencias concluyó que un impacto directo de una tormenta podría causar alrededor de $ 2 billones en daños, apagando la red eléctrica y dejando los satélites al menos temporalmente ciegos. Olvídese de intentar utilizar Internet o su cajero automático local; mucha gente ni siquiera podría lavar sin electricidad para hacer funcionar las bombas de agua, señaló el informe. “Creo que como civilización, nos jodieron”, dijo McIntosh.

Es más probable que estas tormentas ocurran durante los puntos altos del misterioso ciclo solar de 11 años de actividad de las manchas solares.

Últimamente, los ciclos de las manchas solares se han debilitado. Durante el último ciclo, se observaron 101 manchas en el sol en 2014, el año de máxima actividad; esto estuvo muy por debajo del promedio histórico de 160 a 240.

El año pasado, un comité de científicos de la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica predijo que el próximo ciclo sería anémico, con un pico en 2025 de alrededor de 115 manchas solares.

Pero el Dr. McIntosh y sus colegas produjeron una predicción radicalmente diferente, de más de 200 manchas solares en su punto máximo. El ciclo de manchas solares de 11 años, dicen, basado en un análisis de 140 años de mediciones solares, contradice un ciclo Hale de 22 años más fundamental, llamado así por su descubridor, George Ellery Hale. Durante este período, el campo magnético del Sol invierte su polaridad y luego vuelve a cambiar.

Cada ciclo termina o comienza cuando dos bandas de magnetismo, que migran desde latitudes opuestas y altas del Sol, se encuentran en el ecuador y se aniquilan entre sí. En promedio, cada fase del ciclo lleva 11 años, pero puede variar.

El Dr. McIntosh y su equipo descubrieron que cuanto más duraba un ciclo, más débil era el siguiente y viceversa. El ciclo actual, el 24 desde que comenzó el mantenimiento de registros, muestra todos los signos de terminar después de poco más de 10 años, más corto que el promedio, lo que significa que el próximo ciclo debería ser fuerte.

“El ciclo 25 de las manchas solares puede tener una magnitud que compite con las primeras desde que comenzaron los registros”, dijo el Dr. McIntosh a fines de abril. El jueves, él y su equipo todavía estaban esperando que comenzara el “encendido”. “Está muy, muy cerca”, escribió por correo electrónico. “Estamos observando de cerca”.

Lo que está en juego, además de la salud de nuestra infraestructura planetaria, es el orgullo que sienten los astrónomos al sentir que comprenden los complicados y violentos procesos que ocurren detrás de la relativamente tranquila cara del sol.

“Creo que el problema con el sol es que estamos demasiado cerca de él, por lo que hay muchos datos sobre el sol”, dijo McIntosh. Lo llamó un destructor de modelos: “Tus modelos eventualmente fallarán. Es parte de la razón por la que es tan difícil predecir el clima, ¿verdad? Porque nuestras observaciones son muy detalladas, pero sabes que es difícil hacerlo bien. “

Tony Phillips, un astrónomo que dirige Spaceweather.com, aceptó un correo electrónico. “En mi experiencia, cuando las personas realmente entienden algo, pueden explicarlo de manera simple”, dijo. “Me sorprende que casi nadie en el negocio de la predicción del ciclo solar pueda explicar su modelo de dínamo favorito de una manera que los legos puedan ‘entender'”.

La situación le recordó a los proverbiales ciegos que intentan producir una Teoría de los elefantes, con uno de ellos centrado exclusivamente en palpar la trompa del animal.

“Scott y Bob están parados a un lado gritando: ‘Oye, estás ignorando a la mayoría de los elefantes'”, dijo. “En otras palabras, el ciclo solar involucra más de lo que comúnmente asumen los modelos convencionales. Y así, según Scott, están condenados a comprender la imagen equivocada. “

Jay Pasachoff, un astrónomo del Williams College que se ha pasado la vida observando la corona durante los eclipses solares, dijo que no le importaban mucho esas predicciones. En un correo electrónico, informó de una reunión durante el último ciclo que tuvo “una serie de conversaciones divertidas”.

La conversación, como recordó, fue: “El próximo ciclo será más fuerte que el promedio, el próximo ciclo será más débil que el promedio, el próximo ciclo será más fuerte que el promedio o más débil que el promedio, el próximo ciclo será no será ni más fuerte que el promedio ni más débil que el promedio. “

Añadió: “Mi plan es esperar y ver”.

Dejando a un lado los peligros potenciales, comprender cómo funciona realmente el ciclo de las manchas solares es crucial “desde un punto de vista puramente humano, si se quiere comprender las estrellas”, dijo McIntosh. “Y si lo piensas bien, el campo magnético de la Tierra es en gran parte la razón por la que probablemente tengamos vida en la Tierra”.

Marte, señaló, no tiene mucha atmósfera o campo magnético. “Si su planeta no tiene un campo magnético, puede tener toda la atmósfera que desee”, dijo, “pero la estrella del vecindario local puede llevarlo en un abrir y cerrar de ojos”.

De hecho, los astrofísicos sospechan que ese destino le sucedió a Marte, que alguna vez fue más cálido y húmedo de lo que es ahora.

Proxima Centauri, una pequeña estrella conocida como la enana M, alberga al menos dos exoplanetas, uno de los cuales es del tamaño de la Tierra y lo suficientemente cerca de la estrella como para ser habitable si no estuviera bañado por radiación. El Dr. MacGregor ofreció un vistazo de la esperanza de vida en estos vecindarios.

“Un trabajo reciente ha demostrado que la luz ultravioleta puede ser muy importante para catalizar la vida, convirtiendo moléculas complejas en aminoácidos y finalmente en organismos unicelulares”, dijo. “Debido a que las enanas M son tan pequeñas y frías, no producen mucha radiación ultravioleta excepto cuando se queman. Quizás haya un lugar ideal donde una estrella es lo suficientemente brillante como para encender la vida, ¡pero no tanto como para destruirla inmediatamente! “

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