¿Qué es una tormenta solar? ¿Cuánto dura y cuáles son los riesgos?

La actividad del sol afecta el clima espacial de todo el sistema solar de varias formas, una de las cuales es la tormenta solar. Este fenómeno puede ser muy dañino para nuestra civilización, pero en la mayoría de los casos, las tormentas solares nos causan impactos de bajo impacto, algunos de ellos positivos, como en la aurora boreal y austral, que brindan vistas verdes del cielo en los polos de el planeta.

¿Qué es una tormenta solar?

Para entender las tormentas solares, es necesario conocer un poco sobre los tipos de actividad solar y cómo interactúan con nuestro planeta, o mejor, con el campo magnético que rodea la Tierra. Aunque el sol aparece como una simple bola luminosa, no podemos olvidar que es una estrella, es decir, un reactor termonuclear gigante que finalmente libera cantidades masivas de radiación concentrada en forma de partículas en un flujo continuo llamado «viento solar».

En consecuencia, baña regularmente el Sistema Solar, que claramente incluye a la Tierra, en energía no solo en forma de luz, sino también en forma de partículas cargadas eléctricamente y campos magnéticos. Los efectos resultantes son lo que los científicos llaman clima espacial. El viento solar puede alcanzar unos pocos millones de km / h, transportar un millón de toneladas de materia al espacio cada segundo y llegar mucho más allá de los planetas del sistema solar.

Hay muchos otros eventos esporádicos que ocurren en el sol. La actividad solar asociada con el clima espacial se puede dividir en cuatro categorías principales: erupciones solares, eyecciones de masa coronal (EMC), vientos solares de alta velocidad y emisiones de partículas solares. Todas estas actividades se llevan a cabo por diferentes mecanismos, en determinados periodos de tiempo. Finalmente, lo llamamos tormenta solar (o tormenta geomagnética) cuando la onda de choque producida por estos eventos provoca una perturbación temporal en la magnetosfera.

La magnetosfera es la «burbuja» magnética que protege nuestro planeta de las emisiones solares. Sin la magnetosfera, habría un impacto directo de plasma y partículas de alta energía en nuestra atmósfera. Por tanto, podemos definir una tormenta solar como el efecto de la interacción del viento solar con nuestro campo magnético. Cuando el viento solar nos alcanza, ejerce presión sobre la magnetosfera, y el campo magnético del propio viento solar interactúa con nuestro campo magnético, aumentando la energía en la zona afectada.

Estas reacciones provocan un aumento del giro del plasma a través de la geomagnetosfera y un aumento de la corriente eléctrica en la ionosfera. Si el campo magnético solar entrante se dirige hacia el sur, interactúa fuertemente con el campo magnético opuesto a la Tierra. Luego, el campo magnético de la Tierra se abre como una cebolla, lo que permite que las partículas energéticas del viento solar fluyan a través de las líneas del campo para alcanzar la atmósfera por encima de los polos.

Una tormenta geomagnética puede durar unos minutos o varias horas, pero los efectos de las tormentas geomagnéticas pueden persistir en la magnetosfera y la atmósfera de la Tierra durante días o semanas. La tormenta también provoca una rápida disminución de la fuerza de la magnetosfera de la Tierra durante un período de 6 a 12 horas. Después de eso, el campo magnético se recupera gradualmente durante unos días.

Linternas solares

Uno de los eventos que causan tormentas geomagnéticas son las erupciones solares, también conocidas como «llamaradas», por el término en inglés. Básicamente son explosiones en la superficie del sol causadas por cambios repentinos en su campo magnético, que conducen a altos niveles de radiación en forma de plasma, un tipo de gas compuesto por hidrógeno y helio cargados eléctricamente.

Esto ocurre cuando se almacena una enorme cantidad de energía en los campos magnéticos sobre la mancha solar. Luego, esta energía acumulada explota, produciendo un pulso masivo de radiación que cubre el espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos X y rayos gamma.

Estas erupciones tienden a ocurrir con más frecuencia durante la temporada solar máxima, que ocurre una vez en cada ciclo de 11 años. Hay tres clases de erupciones volcánicas: Clase X, que son grandes erupciones volcánicas que pueden afectar en gran medida nuestros dispositivos electrónicos y producir tormentas geomagnéticas de larga duración; Los de Clase M, de densidad media y que afectan a regiones bipolares; Las explosiones son de Clase C, que son pequeñas y no afectan al planeta.

Eyaculación de masa coronal

La eyección de masa coronal (EMC) es una erupción de gas ionizado a alta temperatura, generalmente asociada con erupciones solares, aunque no existe una relación consistente entre estos fenómenos. La mayoría de las excreciones se originan en grupos de manchas solares y ocurren al menos tres veces al día durante la exposición máxima a la luz solar. En el mínimo solar, en promedio, solo hay un paquete cada cinco días.

Las operaciones de salida podrían alcanzar velocidades de 20 km / sa 3.200 km / s, con un promedio de 489 km / s, según datos de SOHO y LASCO. Las partículas de alta energía lanzadas al espacio pueden transportar 10 mil millones de toneladas de gas electrificado que forma una nube de plasma, y ​​cuando llegan a la Tierra, la magnetosfera del planeta desvía la mayor parte de la radiación, pero algunas pueden llegar a la atmósfera superior, provocando tormentas magnéticas en el suelo.

Sin embargo, la EMC solo puede afectar a la Tierra si ocurre en el lado del Sol que mira hacia la Tierra en el momento de su producción. En otras palabras, si los científicos pueden ver las erupciones directamente desde donde aparecen, nos pueden afectar.

Fenómenos asociados con tormentas solares

Son muchos los fenómenos meteorológicos que los científicos asocian con las tormentas solares, como la Aurora del Norte y del Sur, que se manifiestan a través de bandas de luz en tonos verdes. Cuando las partículas cargadas eléctricamente pueden penetrar la magnetosfera, chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera, produciendo radiación a lo largo de la longitud de onda de la luz visible. El campo magnético del planeta atrae esta radiación hacia las regiones más frágiles, los polos.

Sin embargo, hay una serie de impactos negativos que una tormenta solar puede causarnos. Aunque no hay evidencia de que puedan amenazar la vida en la Tierra, pueden dañar los equipos eléctricos, especialmente en latitudes más altas, donde se concentran los impactos. Esto significa que las ondas de descarga eléctrica pueden alcanzar los cables de transmisión de energía, provocando cortocircuitos, equipos de combustión y averías en los sistemas eléctricos y redes de distribución de energía.

También puede dañar circuitos integrados, computadoras a bordo, satélites, misiles y sistemas de la Estación Espacial Internacional, entre otras cosas. En casos extremos, podría causar cortes de energía en los sistemas de transporte urbano y transformadores de energía, lo que podría generar miles de millones de dólares en pérdidas y posiblemente poner en peligro la vida de los pacientes en los hospitales, por ejemplo.

Hemos visto algunos de estos efectos en el pasado. Durante el famoso «Evento Carrington» en 1859, se vieron auroras en Hawai y las redes de telégrafos se quemaron. En 1989, una tormenta geomagnética activó las líneas de transmisión de energía que cortaron la distribución de electricidad en la mayor parte de Quebec, Canadá.

Hoy en día, las aerolíneas operan más de 7500 rutas polares al año, que llevan aviones a latitudes donde no se pueden usar las comunicaciones por satélite, y las tripulaciones de vuelo deben usar radio de alta frecuencia para mantener el contacto con el tráfico aéreo. Los fenómenos meteorológicos espaciales pueden provocar cortes de radio, y este fenómeno puede persistir durante varios días, tiempo durante el cual la aeronave debe trasladarse a latitudes donde se puedan utilizar las comunicaciones por satélite.

Para evitar tales problemas, los científicos se dedican a estudiar el sol para comprender mejor los mecanismos que causan fenómenos como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal, con el fin de predecir cuándo golpeará nuestro planeta una tormenta solar más fuerte. Si pudiera predecirse con unos días de anticipación, las autoridades podrían proteger los equipos electrónicos desactivando los sistemas y manteniendo solo lo básico. Por lo tanto, se pueden conservar los componentes integrados y las computadoras.