Los ciclos solares duran aproximadamente 11 años
El Sol está a punto de llegar a su pico de actividad: ¿cómo nos afectará?
El físico solar Luis Bellot explica cómo funciona el ciclo solar y qué supondrá para la Tierra la llegada de su máximo, prevista para los próximos meses
A lo largo de este año o principios del que viene, la actividad magnética solar llegará a su pico dentro de su ciclo actual. Es el llamado máximo solar, que puede llegar a causar alteraciones de magnitud variable en el funcionamiento diario de nuestra sociedad por medio de diversos impactos. Hablamos de este fenómeno recurrente, que lleva repitiéndose millones de años, con el físico solar Luis Bellot, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, en una entrevista de lo más pedagógica.
–¿Cuándo está previsto que ocurra el máximo solar?
–No se sabe. Hay muchas predicciones diferentes porque no conocemos bien cuál es el proceso que subyace a toda la actividad solar. Lo que sí se cree es que ocurrirá pronto, previsiblemente este año o a principios del que viene.
–¿Cómo funciona el ciclo solar, exactamente?
El sol tiene un ciclo de actividad de 11 años. Durante esos 11 años, lo que observamos es que los campos magnéticos de su superficie pasan de ser muy débiles a alcanzar un máximo y luego volver a caer hasta niveles casi imperceptibles. Ahora mismo estamos en el ciclo 25. Los ciclos del Sol se empezaron a medir en 1755, y desde entonces se ha ido repitiendo este patrón más o menos cada 11 años. Hay ciclos que son más cortitos y hay ciclos que son un poco más largos.
La actividad magnética del Sol la podemos observar de diversas formas, pero la más sencilla es observar las manchas solares de la superficie. Al hacerlo, lo que se ve es que al principio del ciclo no hay manchas en el Sol y después empieza a haber cada vez más, hasta llegar al máximo y comenzar a disminuir otra vez ese número. Sin embargo, no somos capaces de predecir cómo se va a comportar exactamente el Sol en el ciclo en que estamos. No sabemos cuándo se producirá el máximo y tampoco cuánto va a durar el ciclo. Es importante saberlo y entender bien el Sol, porque eso tiene implicaciones para la Tierra. ¿Qué es lo que genera los campos magnéticos del Sol? Y, ¿qué es lo que hace que tenga un ciclo de actividad de 11 años? Para responder a estas preguntas, muchos grupos de trabajo intentan encontrar patrones que se hayan dado en ciclos anteriores para intentar hacer predicciones en base a las observaciones actuales. No obstante, en general cada grupo tiene una predicción diferente.
El físico solar Luis Bellot
Aun así, cada grupo coincidía en un primer momento que este ciclo de actividad iba a ser menos intenso que el anterior, ya que se viene observando un descenso claro de la actividad magnética desde los años 50. Algunos grupos auguraban incluso una desaparición casi completa o reducida al mínimo de la actividad magnética del Sol. Pero lo que finalmente estamos viendo es justamente lo contrario: la actividad está siendo más alta de lo esperada, e incluso mayor que la del ciclo anterior.
–Lo que no se sabe, sin embargo, es el porqué de estas variaciones aparentemente anómalas.
–Exacto. Sí sabemos y tenemos una idea general de por qué hay campos magnéticos en el Sol y que tiene que cambiar de alguna manera, porque es un sistema que va evolucionando. Los campos magnéticos del Sol se generan en su interior y son una consecuencia directa de las leyes de física. Esos campos magnéticos van creciendo, suben hasta la superficie, y allí los vemos como manchas solares redistribuidas en su superficie. Poco a poco se van cancelando entre sí y por eso baja el campo magnético hasta el mínimo del ciclo y luego vuelve a generarse un nuevo campo en la base de la zona de convección del Sol y se vuelve a repetir el ciclo.
Sin embargo, la razón de por qué cambian las condiciones de un ciclo a otro, por qué el nivel de actividad cambia y por qué no duran siempre exactamente lo mismo es lo que se está investigando ahora.
–¿Cómo se transforma toda esa actividad?
–En el máximo de actividad magnética, la fotosfera y la corona del Sol (sus capas más externas) están llenas de campos magnéticos muy intensos. Todos esos campos interaccionan entre sí, y a veces los campos magnéticos positivos interaccionan con los negativos. Llegados a ese punto, la energía magnética que contienen se libera de manera brusca, tras lo que los campos se reorganizan y pasan a un estado de menor energía. Eso se hace a través de un proceso llamado reconexión magnética. Para entenderlo, es como si estiráramos una goma elástica hasta romperla y notar el golpe en la mano. Esto da lugar a fenómenos energéticos muy violentos en la corona del Sol, y toda esa energía liberada calienta el plasma a temperaturas de millones de grados, y también se producen partículas cargadas que viajan a muy altas velocidades al lanzarse al espacio. Esas partículas pueden incluso llegar a la Tierra y tienen influencia sobre los sistemas tecnológicos de nuestra sociedad. Es lo que se llama una fulguración solar, y durante el máximo solar hay muchas.
–¿Cómo puede afectarnos?
–Si estas partículas cargadas llegan a la Tierra tienen varios efectos. Primero, los satélites que están fuera de la atmósfera terrestre pueden sufrir daños directos, hasta el punto de quedar fuera de funcionamiento. De hecho, hay casos documentados de misiones espaciales o de satélites de comunicaciones que han dejado de operar por fulguraciones solares. Otra cosa que ocurre es que se producen cambios en la atmósfera de la Tierra, porque estas partículas cambian las propiedades de ionización atmosféricas y calientan la atmósfera. Esto hace, por ejemplo, que los satélites que están en la órbita baja de la Tierra sientan mayor rozamiento con la atmósfera, lo que hace que pierdan un poquito de velocidad y tiendan a caer.
También hay cambios en la ionización de la ionosfera terrestre. Las comunicaciones por radio se ven muy afectadas, y eso hace que haya que desviar hacia el ecuador las rutas de los aviones que pasan cerca de los polos, puesto que es precisamente por los polos donde más partículas entran.
Los satélites, los astronautas y las centrales eléctricas pueden verse afectados por la actividad solar
Todo eso está generado por fulguraciones, pero también hay otro fenómeno, que son las eyecciones de masa coronal, plasma solar que se lanza al espacio a velocidades de 2.000 kilómetros por segundo. En general, no nos llegan a la Tierra, pero algunas veces algunas de estas explosiones sí que ocurren en nuestra dirección. En esas ocasiones, nos encontramos con que una enorme nube de gas y de plasma que procede del Sol choca contra nosotros y trae consigo partículas cargadas energéticas y también campos magnéticos procedentes del Sol. Eso puede producir lo que se llama una tormenta geomagnética: el campo magnético que viene en la nube de la eyección de masa coronal interacciona con el campo magnético terrestre. Si los dos campos magnéticos apuntan en direcciones opuestas se produce una perturbación muy importante. Si los dos campos magnéticos, el de la Tierra y el que viene del Sol, apuntan en la misma dirección, no hay una tormenta geomagnética muy importante. Pero cuando son antiparalelos hay reconexión magnética, interaccionan entre sí y se libera energía. Eso produce muchas auroras y a latitudes mucho más bajas de lo normal.
También hay otra cosa mucho más importante: el aumento del campo magnético terrestre se ve perturbado por el campo magnético que viene en la eyección de masa coronal, y eso produce corrientes eléctricas que se mueven por cualquier conductor muy largo: oleoductos, líneas de alta tensión… cuanto más largo es el conductor, más corriente hay. En el caso de las líneas de alta tensión, puede hacer que se quemen los alternadores y los generadores de las centrales eléctricas al recibir un pico de corriente externa enorme que no pueden gestionar, lo que deja a las centrales fuera de servicio. Esto tiene muchas consecuencias, ya que si toda una región se queda sin electricidad durante tanto tiempo, los daños pueden ser más grandes e incluso necesitar varios días para recuperarse. Todos los servicios críticos (hospitales, comunicaciones…) se pararían.
Por último, también pueden verse afectados los astronautas que están en la Estación Espacial Internacional, porque cuando hay una fuga muy importante tienen que protegerse en una estancia especial con mucho más blindaje.
–¿Qué se puede hacer para evitar estas posibles consecuencias?
–Hay dos cosas. Lo primero es entender por qué están ocurriendo estas cosas y cómo se generan cambios en la actividad solar. De lo contrario, no seremos capaces de predecir cuándo va a ocurrir una fulguración o una eyección de masa coronal y si puede llegar a la Tierra, para tener de esa forma un margen de reacción. Cuando ocurra uno de estos fenómenos, deberíamos tomar medidas de precaución. Por ejemplo, en el caso de los satélites, cuando hay una fulguración o una tormenta geomagnética importante, toda la parte de electrónica se puede proteger girando el satélite.
Estas partículas no son capaces de atravesar la atmósfera de la Tierra, así que nosotros estamos a salvo. Pero los satélites y la Estación Espacial Internacional están fuera, por lo que ellos sí sienten el flujo de partículas energéticas de una forma muy intensa. Por ello, lo que se puede hacer es dar un aviso a los operadores de los satélites y a los astronautas. En el caso de las tormentas geomagnéticas muy intensas, las redes eléctricas ya se diseñan de tal forma que si una cae no arrastra consigo a las demás. Eso ya ayuda mucho. Pero en tiempo real también se puede cortar una parte de esa red para proteger a todo el conjunto en caso de que se prevea una tormenta geomagnética muy intensa. Y hasta tal punto hemos llegado que las empresas eléctricas tienen departamentos encargados de seguir con mucho detalle las condiciones del Sol y de las cercanías de la Tierra, porque pueden tener que tomar medidas para que no se caiga la red. Están invirtiendo mucho para estudiar los sistemas de aviso de gran actividad solar y de tormentas solares y geomagnéticas.
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