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7/5/08 - DJ:

Una súper erupción solar

5 de diciembre de 2006 por el instrumento de rayos-X a bordo del satélite GOES-13
A las 11:18 AM en una mañana despejada de jueves, 1 de septiembre de 1859, Richard Carrington de 33 años de edad, ampliamente reconocido como uno de los principales astrónomos solares de Inglaterra, estaba en su observatorio. Como cada día soleado, su telescopio estaba proyectano una imagen de 11 pulgadas de ancho del Sol en una pantalla y Carrington hábilmente dibujó la mancha solar que vio.

En esa mañana, estaba capturando el parecido de un enorme grupo de manchas solares. De pronto, ante sus ojos, dos brillantes gotas de cegadora luz blanca aparecieron sobre las manchas, intensificaron rápidamente y se convirtieron en forma de riñón.
Dándose cuenta que estaba atestiguando algo sin precedentes y "siendo de alguna manera agitado por la sorpresa", Carrington escribió después, "Corrí precipitadamente a llamar a alguien que presencie la exhibición conmigo. Al volver en 60 segundos, me mortifiqué al encontrar que ya había cambiado mucho y debilitado". Él y su testigo vieron las manchas blancas contraerse y desaparecer.
Eran las 11:23 AM. Sólo cinco minutos habían pasado.

Manchas solares dibujadas por Richard Carrington el 1/9/1859. Royal Astronomical Society

Justo antes del amanecer del día siguiente, los cielos de todo el planeta Tierra explotaron en auroras rojas, verdes y morado tan brillantes que los diarios podían leerse tan fácilmente como de día. De hecho, las increíbles auroras pulsaron incluso cerca de latitudes tropicales sobre Cuba, las Bahamas, Jamaica, El Salvador y Hawaii.

Aún más desconcertante, los sistemas telegráficos alrededor del mundo se volvieron locos. Descargas eléctricas golpearon a los operadores telegráficos y encendían los papeles. Incluso cuando los telegrafistas desconectaron las baterías que potenciaban las líneas, las corrientes eléctricas inducidas por las auroras en los cables aún permitían a los mensajes ser transmitidos.

"Lo que Carrington vio fue una mancha solar de luz blanca - una magnética explosión en el Sol", explica David Hathaway, físico solar en el Centro Espacial Marshall.

Ahora sabemos que las erupciones solares ocurren frecuentemente, en especial durante la actividad solar máxima. La mayoría revelan su existencia al liberar rayos-X (grabados por los telescopios espaciales) y ruido de radio (grabado por los radiotelescopios en el espacio y la Tierra). En el día de Carrington, sin embargo, no había satélites de rayos-X o radiotelescopios. Nadie sabía que las erupciones solares existían hasta esa mañana de septiembre cuando una super erupción produjo suficiente luz como para rivalizar el brillo del sol mismo.

"Es raro que alguien pueda realmente ver que se ilumine la superficie solar. Requiere un montón de energía calentar la superficie del Sol", dice Hathaway.

La explosión produjo no sólo una sobrecarga de luz visible sino también una mastodóntica nube de partículas cargadas y distanciados bucles magnéticos -un "CME", Eyección de Masa Coronal
- y lanzó esa nube directamente hacia la Tierra. La mañana siguiente cuando el CME llegó, chocó contra el campo magnético de la Tierra, causando que la burbuja global de magnetismo que envuelve a nuestro planeta, tiemble y se sacuda. Los investigadores llaman a esto una "tormenta geomagnética". Rápidamente, campos en movimiento inducieron enormes corrientes eléctricas que sobrecargaron las líneas telegráficas y alteraron las comunicaciones.

"Más de 35 años atrás, comencé a llamar la atención de la comunidad de físicos espaciales sobre la erupción de 1859 y su impacto en las telecomunicaciones", dice Louis J. Lanzerotti, retirado miembro distinguido del staff técnico de los Laboratorios Bell y actual editor del periódico Space Weather. Se volvió consciente de los efectos de las tormentas geomagnéticas solares en las comunicaciones terrestres cuando una enorme erupción solar el 4 de agosto de 1972, knoqueó las comunicaciones de larga distancia a lo largo de Illinois. Ese efecto, de hecho, causó que AT&T rediseñara su sistema de energía para los cables transatlánticos. Una erupción similar el 13 de marzo de 1989, provocó tormentas geomagnéticas que alteraron la transmisión de energía eléctrica de la estación Hydro Québec en Canadá, dejando a oscuras a 6 millones de personas por 9 horas; estas sobrecargas incluso fundieron transformadores de energía en New Jersey.
En diciembre de 2005, rayos-X de otra tormenta solar alteraron las comunicaciones satelitaes y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de señales de navegación por unos 10 minutos. Eso puede no sonar a mucho, pero como Lanzerotti notó, "No hubiera querido estar en un avión comercial siendo guiado para su descenso por GPS o en un barco atracando por GPS durante esos 10 minutos".

Otra erupción de la clase de Carrington, dejaría enanos a estos eventos. Afortunadamente, dice Hathaway, parecen ser raras:

"En las 160 tormentas geomagnéticas grabadas, el evento Carrington es el más grande". Es posible hurgar más atrás en el tiempo al examinar el hielo ártico. "Las partículas energéticas dejan un registro en nitratos en núcleos de hielo. Aquí también el evento Carrington es el más grande en 500 años y casi el doble de grande que el que le sigue".

Estas estadísticas sugieren que las erupciones tipo Carrington ocurren una en medio millón de eventos. Sin embargo, estas estadísticas están lejos de ser sólidas y Hathaway alerta que no entendemos las erupciones lo suficientemente bien como para descartar una repetición en nuesto tiempo de vida.

¿Y entonces?

Lanzerotti apunta que al hacer más sofisticadas las tecnologías electrónicas y más embebidas en nuestra vida diaria, se han convertido también en más vulnerables a la actividad solar. En la Tierra, las líneas de energía y cables de larga distancia telefónica podrían ser afectados por corrientes de aurora, como ocurrió en 1989. Radares, comunicaciones celulares, y receptores GPS podrían alterarse por el ruido de radio solar. Expertos que han estudidado la cuestión dicen que hay poco por hacer para proteger satélites de una erupción del tipo Carrington. De hecho, un reciente paper estima el daño potencial a los más de 900 satélites actualmente en órbita podría costar entre $30 mil millones y $70 mil millones de dólares. La mejor solución, dicen: tener un conducto de satélites de comunicaciones listo para lanzarse.

Los humanos en el espacio estarían en peligro también. Los astronautas que realicen caminatas podrían tener sólo minutos luego del primer flash de luz para encontrar refugio de las energéticas partículas solares que siguen pegadas a los talones de los iniciales fotones. Su nave tendría probablemente una protección adecuada, la clave sería meterse dentro a tiempo.

No asombra que NASA y otras agencias espaciales alrededor del mundo hayan realizado de los estudios y predicciones de erupciones una prioridad. En estos momentos, una flota de naves espaciales está monitoreando el Sol, reuniendo datos de erupciones grandes y pequeñas que finalmente podrían revelar lo que dispara las explosiones. SOHO, Hinode, STEREO, ACE y otras están ya en órbita mientras nuevas naves como el Solar Dynamics Observatory preparándose para lanzamiento.

La investigación no previene de otra erupción tipo Carrington, pero hará que el "agitamiento por la sorpresa", sea cosa del pasado.




Links relacionadosFuentes y links relacionados

Science@NASA: A Super Solar Flare por Trudy Bell & Dr. Tony Phillips.

Ciencia@NASA:Supertormenta solar

Descripción de una singular aparición vista en el Sol el 1 de septiembre de 1859, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 20, p.13-15, el reporte original de R.C. Carrington.

Un reciente análisis de los efectos de potenciales erupciones solares futuras de similar magnitud es "The Carrington event: Possible doses to crews in Space from a comparable event," por L. W. Townsend et al., Advances in Space Research 38 (2006): 226–231, uno de los 16 artículos en una edición especial enteramente dedicada a la erupción de Carrington de 1859.

Ver también "The 1859 Solar–Terrestrial Disturbance and the Current Limits of Extreme Space Weather Activity", por E.W. Cliver y L. Svalgaard, Solar Physics (2004) 224: 407–422 y "Forecasting the impact of an 1859-caliber superstorm on geosynchronous Earth-orbiting satellites: Transponder resources" por Sten F. Odenwald y James L. Green, Space Weather (2007) 5: 1-16.

NASA es bien consciente del peligro de la radiación en el espacio y la toma de medidas de atenuación. Un largo reporte de un taller de 2005 sobre el tema es Space Radiation Hazards and the Vision for Space Exploration: Reporte publicado por el Consejo National de Investigación en 2006.

Crédito imágenesSobre las imágenes

Una erupción solar grabada el 5 de diciembre de 2006 por el instrumento de rayos-X a bordo del satélite GOES-13. La erupción fue tan intensa que dañó al instrumneto que tomó la foto. Los investigadores creen que la erupción de Carrington fue mucho más energética que esta.
Crédito:NASA

Manchas solares dibujadas por Richard Carrington el 1 de septiembre de 1859. Copyright: Royal Astronomical Society






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