La NOAA está reescribiendo el libro sobre cómo clasificar las tormentas solares: las capacidades, la ciencia y nuestra comprensión de la ciencia; muchas cosas han cambiado en el clima espacial en los últimos 25 años. La tecnología ha mejorado y los científicos han adquirido conocimientos sobre los fenómenos meteorológicos espaciales extremos que siguieron a tormentas geomagnéticas históricas, como la tormenta solar de Halloween de octubre de 2003 y el evento Hanno de mayo de 2024. Mirando hacia el futuro, los científicos del Centro de Predicción del Clima Espacial (SWPC) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) ahora están buscando formas de informar mejor al público sobre los eventos climáticos espaciales que podrían impactar la Tierra. Es por eso que la NOAA está pidiendo al público su opinión sobre cómo reescribir sus escalas de clima espacial.
La NOAA ha emitido una solicitud en colaboración con el Servicio Meteorológico Nacional (NWS) pidiendo a las organizaciones y al público que compartan información sobre qué cambios podrían ayudar a actualizar las escalas del clima espacial (el período de presentación ya ha cerrado). El objetivo es facilitar la comprensión de las condiciones climáticas espaciales que pueden ocurrir y cómo pueden afectar a las personas en el espacio y en la Tierra, así como los diversos sistemas que se han visto afectados en el pasado.
Ilustración de una eyección de masa coronal que impacta la atmósfera terrestre. Mark Garlick/Biblioteca de fotografías científicas
Las escalas de clima espacial de la NOAA se crearon en 1999 cuando el clima espacial comenzó a ganar popularidad con la llegada de nuevas tecnologías para estudiar el clima en el espacio exterior. Las naves espaciales estaban equipadas con varios instrumentos para estudiar el viento solar, así como para monitorear la actividad solar. Fueron modelados a partir de escalas existentes utilizadas para clasificar eventos meteorológicos en la Tierra. Las escalas describen tres tipos de impactos ambientales, basándose en los tres grupos principales de impactos resultantes de las erupciones solares. Además, cada una de las escalas incluye información sobre la probabilidad de que ocurra cada tipo de evento en promedio y el tipo de intensidad asociada a cada nivel.
Para las tormentas geomagnéticas, las categorías de alcance se centran en el impacto en el funcionamiento de naves espaciales, redes eléctricas y otras infraestructuras terrestres.
En las categorías de radiación solar, los efectos incluyen efectos biológicos en astronautas y pasajeros de aviones, así como posibles efectos en satélites y otros sistemas.
La tercera escala, los apagones de radio, se centra en los efectos del clima espacial en las comunicaciones por radio de alta frecuencia (HF), así como en los sistemas de navegación.
Las organizaciones de respuesta a emergencias, como la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA, por sus siglas en inglés), han comenzado a preguntar más al SWPC sobre si los apagones de radio podrían afectar las comunicaciones por satélite y de teléfonos celulares y cómo, según la redacción de la escala de apagones de radio. Otros ejemplos incluyeron preocupaciones sobre los diferentes niveles de “radiación” de una tormenta solar. Los operadores de naves espaciales también están interesados en nuevas dimensiones del clima espacial a medida que más empresas comerciales dependen de los satélites para proporcionar servicios.
Se espera que la NOAA complete sus hallazgos sobre las nuevas condiciones climáticas espaciales para fin de año, y luego la información se distribuirá a varias agencias gubernamentales, incluida la Casa Blanca, el Departamento de Energía, el Departamento de Transporte y la Aviación Federal. Administración (FAA). Los resultados guiarán a los equipos de NOAA y NWS a medida que tomen decisiones sobre los cambios que deben realizarse a corto y largo plazo.
El índice de energía almacenada por el Sol ha alcanzado valores récord para el siglo XXI. El índice del ciclo solar, que muestra la energía almacenada en la estrella, contra todas las previsiones, alcanzó valores casi récord para el siglo XXI, superando los niveles de los dos ciclos solares anteriores, Sergei Bogachev, jefe del Laboratorio de Astronomía Solar de informó a RIA Novosti el Instituto de Investigaciones Espaciales de la Academia de Ciencias de Rusia.
“Se han recibido datos sobre el índice del ciclo solar correspondiente a agosto de 2024, que se han incluido en los catálogos mundiales y parecen sumamente interesantes. Según ellos, el valor medio del índice en agosto fue de 215,5, lo que se convirtió en un récord absoluto no sólo para el actual 25º ciclo solar, sino también para el anterior 24º ciclo solar, cuyo máximo se produjo en 2012-2014”, dijo Bogachev.
Según él, los mayores niveles de actividad solar en el siglo XXI se observaron sólo en 2000-2001, en el pico del 23º ciclo de actividad que se desarrolló entonces. Además, ya entonces el pico del ciclo era más bajo que ahora y ascendía a 213. En julio de 2000 se registró un valor más alto, que es un récord absoluto para el siglo actual: 244.
El nivel del ciclo se mide por el número de manchas solares y sus grupos visibles por mes en el lado del Sol que mira hacia la Tierra. Refleja las reservas de energía magnética y de llamaradas almacenadas por el Sol. Estos cálculos se llevan a cabo desde 1749 (el ciclo solar que se estaba desarrollando entonces recibió el número cero).
Bogachev destacó que la situación actual en el Sol no se corresponde con las previsiones anteriores. Se esperaba que el máximo fuera casi dos veces menor y exactamente inferior a los picos de los dos ciclos anteriores. Además, según él, una parte importante de los científicos cree que incluso valores tan altos son sólo intermedios y que la actividad máxima se alcanzará en 2025.
“El ciclo solar que alcanza valores cercanos a valores récord aún no ha provocado un aumento sincrónico de la actividad de las fulguraciones. Actualmente, la frecuencia de llamaradas y tormentas magnéticas ha aumentado significativamente, pero los acontecimientos de mayo de este año siguen teniendo una fuerza récord. Sin embargo, el riesgo de que se produzcan grandes acontecimientos en septiembre es muy alto”, añadió el científico.
La Academia de Ciencias de Rusia advirtió sobre una nube de plasma solar que golpearía la Tierra el 13 de septiembre. Una nube de plasma solar golpeará la Tierra el jueves por la tarde con una probabilidad del 99,9 por ciento, informaron el Laboratorio de Astronomía Solar del Instituto de Investigaciones Espaciales y el ISTP RAS.
“Hemos recibido resultados de modelos para la tercera emisión de plasma que se produjo en los últimos días, que todavía tiene un 99,9 por ciento de probabilidad de impactar el planeta esta vez. <…> Por el momento, los cálculos muestran la llegada de materia solar mañana alrededor de las 22:00 hora de Moscú”, dice el mensaje publicado la tarde del 11 de septiembre.
Como subrayaron los científicos, esta vez los modelos utilizados prácticamente no tenían posibilidades de error. La Academia de Ciencias de Rusia evaluó la fuerza de la tormenta magnética esperada como moderada.
Los modelos del laboratorio también indican una alta probabilidad de auroras boreales en latitudes medias.
En unas pocas semanas podría llegar una temporada de auroras particularmente activa. Septiembre puede ser el mejor momento para ver auroras brillantes gracias a la inclinación de la Tierra, que resulta en una actividad geomagnética más intensa alrededor del equinoccio.
En mayo, la tormenta geomagnética más poderosa en dos décadas golpeó la Tierra y provocó intensas exhibiciones de auroras boreales en lugares tan al sur como Florida y México. No hay garantías, pero hay motivos para creer que puede haber tormentas geomagnéticas más intensas de lo normal durante varias semanas a ambos lados del equinoccio de otoño de este mes (22 de septiembre). Esto podría significar una corta temporada de auroras.
Esto se debe al llamado efecto Russell-McPherron, que explica por qué los períodos alrededor de los dos equinoccios de la Tierra, marzo y septiembre, suelen tener las auroras más coloridas.
El viento solar es una corriente de partículas cargadas provenientes del Sol que repentinamente se intensifica como resultado de erupciones solares y eyecciones de masa coronal (CME), poderosas explosiones de radiación y material solar. La actividad magnética del Sol tiene un ciclo que dura 11 años. Ella debería estar en su punto máximo ahora mismo. Sin embargo, esta no es la razón por la que la temporada de auroras puede ser inevitable. Las auroras ocurren cuando partículas cargadas del viento solar ingresan al campo magnético de la Tierra y chocan con las moléculas de oxígeno y nitrógeno de la atmósfera; esto excita las moléculas y hace que emitan luz en colores brillantes.
Si bien el campo magnético de la Tierra y el campo del viento solar suelen estar desalineados, gracias al efecto Russell-McPherron, los polos magnéticos de la Tierra se inclinan durante los equinoccios para aceptar más fácilmente las partículas cargadas. A medida que los campos magnéticos hacia el sur dentro del viento solar cancelan el campo magnético hacia el norte de la Tierra, se abren grietas en la magnetosfera de la Tierra, lo que hace que el viento solar fluya más fácilmente a lo largo de las líneas del campo magnético. Esta geometría funciona bien para el hemisferio norte porque durante el equinoccio de septiembre, 12 horas de oscuridad siguen a 12 horas de luz.
En los últimos días se han registrado varias emisiones de plasma en el Sol, pero todas ellas dirigidas más allá de la Tierra. Parte de las nubes de plasma fueron expulsadas desde la cara oculta del Sol y, en esta posición, en principio, no se consideraba peligrosa. Pero el 7 de septiembre se produjo una gran eyección en el lado visible de nuestra estrella, que podría haber tocado nuestro planeta con su borde. Esta fue la razón para pronosticar tormentas magnéticas de nivel débil y medio de clase G1 – G2 para la tarde del martes 10 de septiembre.
El 9 de septiembre, el Sol expulsó una nueva gran masa de plasma, y esta vez casi exactamente en dirección a la Tierra. La probabilidad de que una nueva nube golpee de frente nuestro planeta es superior al 90%.
Como se informa en el sitio web del Laboratorio de Astronomía Solar del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia y ISTP SB RAS, las imágenes de satélite muestran una nube de materia solar de unos 30 millones de kilómetros de tamaño, moviéndose a una velocidad de aproximadamente 800 km/s.
Aunque el número de manchas solares en el Sol alcanzó otro máximo de 20 años en agosto de 2024, las recientes erupciones solares aún no han superado las dos erupciones solares de septiembre de 2017. Uno de estos brotes, ocurrido hace siete años, el 10 de septiembre de 2017, aún mantiene récords invictos.
En septiembre de 2017 comenzó la fase de declive del ciclo solar anterior (ciclo solar 24), cuyo pico se produjo en 2014. Después de un período de baja actividad solar, la región activa AR 12673 entró rápidamente en escena y produjo una serie de erupciones solares de clase X, las más notables de las cuales ocurrieron el 6 y 10 de septiembre de 2017.
Estas llamaradas se registraron inicialmente como X8.2 y X9.3, pero luego se reclasificaron como X13.3 y X11.8 luego de la recalibración de las llamaradas de 2020 de la NOAA. Estas clases de erupciones aún no han alcanzado sus picos finales en el actual ciclo solar número 25, a pesar de niveles mucho más altos de actividad solar en general.
Aunque la llamarada del 10 de septiembre de 2017, que ocurrió hace 7 años, fue la ligeramente más pequeña de las dos, estableció una serie de récords, entre ellos: salida magnética más rápida, aceleración CME más rápida y fuente de rayos gamma a largo plazo más poderosa.
Las manchas solares son áreas de un fuerte campo magnético en la superficie del Sol con una temperatura más baja (6330 grados Fahrenheit o 3500˚C) que la superficie circundante del Sol (9930˚F o 5500˚C), lo que les da una apariencia más oscura. Los campos magnéticos de las manchas solares se han medido continuamente durante décadas, y la correlación entre la fuerza/complejidad de los campos magnéticos de las manchas solares y su capacidad para producir grandes erupciones solares es bien conocida.
El campo magnético de una mancha solar puede aumentar o disminuir con el tiempo, evolucionando continuamente durante la vida útil típica de una mancha solar de varias semanas. En los días previos a las erupciones solares del 6 y 10 de septiembre de 2017, AR 12673 produjo una de las visualizaciones de campo magnético más rápidas jamás observadas en una región solar activa. Sin esta rápida manifestación del campo magnético, las mayores llamaradas del ciclo solar probablemente no serían posibles.
Las llamaradas solares son la conversión de energía magnética en la atmósfera del Sol en aceleración de partículas, calentando el plasma solar y emitiendo luz en todo el espectro. Alrededor del 50% de las erupciones solares están asociadas con una eyección de masa coronal (CME), una erupción de plasma solar de la atmósfera del Sol.
Las llamaradas solares y las eyecciones de masa coronal a menudo se confunden, pero son más fáciles de distinguir con la siguiente analogía: imaginemos un arma disparando. La explosión de pólvora, el sonido de la explosión y el destello del cañón pueden considerarse una llamarada solar, mientras que una eyección de masa coronal es una bala de cañón expulsada.
La llamarada del 10 de septiembre de 2017 desencadenó una gran eyección de masa coronal (CME) sobre el borde occidental del Sol que no estaba dirigida directamente a la Tierra. Esta eyección de masa coronal, causada por una gran llamarada, se sincronizó con la aceleración de masa coronal más rápida jamás observada y una de las velocidades iniciales de masa coronal más rápidas (4300 km/s).
Las erupciones solares emiten luz en la mayor parte del espectro, desde ondas de radio hasta rayos X. Los rayos gamma, las longitudes de onda de luz de mayor energía, se producen sólo en las erupciones solares más poderosas. La llamarada del 10 de septiembre de 2017 no solo produjo una señal clara de rayos gamma, sino que también continuó emitiendo rayos gamma durante más de 12 horas. Observada por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, esta emisión de rayos gamma de una llamarada solar estableció el récord como la fuente de rayos gamma más fuerte jamás observada en el cielo durante más de 12 horas.
Junto con la liberación de rayos gamma, el evento también produjo una de las mayores tormentas de partículas energéticas solares observadas desde la superficie terrestre, que también duró varias horas. Una erupción solar típica dura decenas de minutos, y las llamaradas de clase X más grandes suelen durar aproximadamente una hora. Sin embargo, algunas erupciones solares, acertadamente llamadas “eventos de larga duración”, pueden durar mucho más de una hora. La llamarada del 10 de septiembre de 2017 es un ejemplo extremo de esto, y hay pruebas sólidas de que duró más de 24 horas, mucho más que la fuente de rayos gamma observada.