Actividad Solar: ¿Qué está pasando ahí fuera?

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El término actividad solar se refiere a todo tipo de perturbaciones que tienen lugar en el sol de un momento a otro y de un día para otro. Todas las formas de actividad solar, incluyendo el ciclo de 11 años de manchas solares y algunos ciclos aún más largos, parecen implicar el magnetismo. En lo profundo del sol, un dínamo natural genera nuevos campos magnéticos todo el tiempo. Los campos magnéticos suben a la superficie y a las capas superiores de la atmósfera solar, donde se retuercen y causan todo tipo de problemas. Observaciones recientes muestran que también se generan campos magnéticos adicionales en las capas superiores de la atmósfera.

Los astrónomos miden los campos magnéticos en el sol por sus efectos sobre la radiación solar, utilizando instrumentos llamados magnetografías. Puede ver las imágenes tomadas con estos dispositivos en muchos de los sitios web de los observatorios solares profesionales. Estas observaciones de campo magnético muestran que las manchas solares son áreas de campos magnéticos concentrados, y que los grupos de manchas solares tienen polos magnéticos norte y sur. Fuera de las manchas solares, el campo magnético general del sol es bastante débil.

Muchas de las características rápidamente cambiantes del sol y probablemente todas las explosiones y erupciones parecen estar relacionadas con el magnetismo solar. Donde hay campos magnéticos cambiantes, se producen corrientes eléctricas (como en un generador), y cuando dos campos magnéticos chocan entre sí, un cortocircuito -llamado reconexión magnética- puede liberar repentinamente grandes cantidades de energía.

Eyecciones de masa coronal: La madre de las erupciones solares

Durante décadas los astrónomos creyeron que las principales explosiones en el sol eran las erupciones solares. Ahora los astrónomos saben que eran como el hombre ciego que siente la cola de un elefante y piensa que sabe todo sobre la bestia cuando toca una de las partes menos significativas del animal. Las observaciones desde el espacio revelan que los motores primarios de los estallidos solares no son las erupciones solares, sino las eyecciones de masa coronal – enormes erupciones que ocurren en lo alto de la corona. A menudo, una eyección de masa coronal desencadena una llamarada solar debajo de ella en la corona baja y la cromosfera. Usted puede ver erupciones solares en muchas de las imágenes en los sitios web de astronomía profesional. A medida que el número de manchas solares aumenta a lo largo de un ciclo de 11 años (ver la siguiente sección), también lo hace el número de erupciones.

Los científicos no sabían de las eyecciones de masa coronal durante muchos años porque no podían verlas. Los astrónomos sólo podían obtener una buena visión de la corona a intervalos raros durante la breve duración de un eclipse total de sol. Pero las erupciones solares se pueden ver en cualquier momento, por lo que los científicos las estudiaron intensamente y sobreestimaron su importancia.

Cuando las imágenes satelitales muestran una eyección de masa coronal que no se apaga, digamos al este o al oeste del sol, pero que forma un enorme anillo en expansión o evento de halo alrededor del sol, eso son malas noticias. El evento del halo significa que la eyección de masa coronal – cerca de mil millones de toneladas de gas caliente, electrificado y magnetizado – se dirige directamente a la Tierra a un millón de millas por hora. Cuando golpea la magnetosfera de la Tierra, a veces se producen efectos dramáticos, como se describe más adelante en la sección “Viento solar”: Jugando con imanes”.

Si usted ve un evento de halo en una de las imágenes satelitales, visite el sitio web del Centro del Medio Ambiente Espacial de la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA), ya que la NOAA puede estar pronosticando un clima espacial bastante feroz.

Ciclos dentro de ciclos: El sol y sus manchas

Las manchas solares son regiones de la fotosfera donde el campo magnético es fuerte y aparecen como manchas oscuras en el disco solar. Los lugares son más frescos que la atmósfera circundante y a menudo aparecen en grupos.

El número de manchas solares en el sol varía drásticamente a lo largo de un ciclo de repetición que dura unos 11 años – el famoso ciclo de manchas solares. En el pasado, la gente culpaba a las manchas solares de todo, desde el mal tiempo hasta la caída del mercado de valores. Generalmente, pasan 11 años entre los picos sucesivos (cuando ocurren la mayoría de las manchas) del ciclo de las manchas solares, pero este período puede variar. Además, el número de manchas en el pico puede variar ampliamente de un ciclo a otro. Nadie sabe por qué.

A medida que un grupo de manchas solares se mueve a través del disco solar debido a la rotación del sol, el punto más grande en el lado delantero (la parte del grupo que lidera el camino a través del disco) se llama el punto principal. El punto más grande en el extremo opuesto del grupo es el siguiente.

Las observaciones magnetográficas muestran patrones definidos en la mayoría de los grupos de manchas solares. Durante un ciclo de 11 años, todos los puntos principales en el Hemisferio Norte del sol tienen polaridad magnética norte, y los siguientes puntos tienen polaridad magnética sur. Al mismo tiempo, en el Hemisferio Sur, los principales puntos tienen polaridad sur, y los siguientes puntos tienen polaridad norte.

Así es como se definen estas polaridades: La aguja de la brújula que apunta al norte de la Tierra se llama brújula que busca el norte. Una polaridad magnética del norte en el sol es aquella a la que apuntaría una brújula que busca el norte. Una polaridad magnética del sur en el sol es aquella de la que apuntaría una brújula que busca el norte.

Justo cuando piensas que lo tienes claro, ¿adivina qué? Comienza un nuevo ciclo de 11 años y las polaridades se invierten. En el Hemisferio Norte, los principales puntos tienen polaridad sur, y los siguientes puntos tienen polaridad norte. En el hemisferio sur, las polaridades magnéticas también se invierten. Si fueras una brújula, no sabrías si vas o vienes.

Para abarcar toda esta información, los astrónomos han definido el ciclo magnético del sol. El ciclo tiene una duración aproximada de 22 años y contiene dos ciclos de manchas solares. Cada 22 años, todo el patrón de cambio de campos magnéticos en el sol se repite.

La “constante” solar: Es hora de afrontar los cambios

La cantidad total de energía producida por el sol se llama luminosidad solar. De mayor interés para los astrónomos es la cantidad de energía solar que recibe la Tierra, o la constante solar. Las mediciones realizadas por los satélites solares y meteorológicos enviados por la NASA en la década de 1980 revelaron cambios muy pequeños en la constante solar a medida que el sol gira. Usted puede pensar que la Tierra recibe menos energía cuando hay manchas solares oscuras en el disco solar, pero no es así; de hecho, lo contrario es cierto: más manchas solares, más energía recibida del sol. Anota otro misterio para que los astrónomos lo resuelvan.

Según la teoría astrofísica, el sol era ligeramente más brillante cuando era muy joven de lo que ha sido durante los últimos varios miles de millones de años, y arrojará más energía sobre las edades de la Tierra a partir de ahora cuando se convierta en una estrella gigante roja.

Así que “constante solar” suena como un deseo, aunque día a día y con equipo amateur, la constante suena bastante precisa.

Viento solar: Jugando con imanes

Las eyecciones de masa de la corona suelen ser invisibles con equipos de aficionados, pero se revelan maravillosamente mediante telescopios satelitales. Pulverizan miles de millones de toneladas de gas electrificado, llamado plasma solar, permeado con campos magnéticos, hacia el sistema solar, donde a veces chocan con la magnetosfera de la Tierra. (La magnetosfera es una enorme región alrededor de la Tierra en la cual los electrones, protones y otras partículas cargadas eléctricamente rebotan de un lado a otro desde altas latitudes del norte a altas latitudes del sur, atrapadas en el campo magnético de la Tierra. Actúa como un paraguas protector contra las eyecciones de masa coronal y el viento solar.)

Un tipo de plasma solar llamado viento solar está constantemente saliendo de la corona solar. Se mueve a través del sistema solar a aproximadamente un millón de millas por hora (470 kilómetros por segundo) a medida que pasa por la órbita de la Tierra.

El viento solar viene en corrientes, encaja e inflama y constantemente perturba y repone la magnetosfera de la Tierra, la cual se comprime en tamaño y se hincha de nuevo. Las perturbaciones de la magnetosfera, especialmente las causadas por las tormentas solares que viajan, como las eyecciones de masa de la corona, pueden causar despliegues de la aurora boreal (Northern Lights) y de la aurora austral (Southern Lights), así como tormentas geomagnéticas. Las tormentas geomagnéticas pueden cerrar las redes eléctricas de las compañías eléctricas (causando apagones), apagar los circuitos electrónicos de los oleoductos y gasoductos, interferir con las comunicaciones de radio y dañar los costosos satélites. Algunas personas incluso afirman que pueden oír auroras.

Las perturbaciones solares y sus efectos sobre la magnetosfera se denominan meteorología espacial. Para ver el último informe y pronóstico oficial del clima espacial del gobierno de Estados Unidos, visite el sitio web del Centro de Medio Ambiente Espacial de la NOAA.

Cuatro mil millones y contando: La esperanza de vida del sol

Algún día, el sol se quedará sin combustible, así que morirá. Todas las buenas estrellas deben llegar a su fin. Lo que realmente sucederá es que el sol se hinchará y tomará la forma de una estrella gigante roja. Se verá enorme, y evaporará los océanos. Los humanos morirán por el calor (si la gente aún existe). Hablando de calentamiento global!

El sol gigante rojo soplará de sus capas exteriores, formando una hermosa nebulosa en expansión, el tipo de nube de gas brillante que los astrónomos llaman una nebulosa planetaria. Pero ningún humano estará aquí para admirarlo. La nebulosa se desvanecerá gradualmente y todo lo que permanecerá en su centro es una pequeña ceniza del sol, un pequeño objeto caliente llamado estrella enana blanca. No será mucho más grande que la Tierra, y aunque al principio hará mucho calor, será demasiado pequeño para lanzar mucha energía sobre la Tierra. Lo que quede en la superficie de la tierra se congelará. Y la enana blanca brillará como una brasa en una fogata moribunda, desapareciendo gradualmente.

Afortunadamente, nos quedan unos 5.000 millones de años antes de que esa perspectiva se acerque.

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