La astronave SOHO grabó esta CME el 14 de Julio de 2000. Las partículas de alta energía aceleradas por la explosión salpicaron la cámara de la astronave y nublaron su visión. [más]

Toma un trozo de papel. Haz una bolita. Si eres un niño, escupe en ella. Ponlo en un tubo y sopla fuerte.

Si tu profesor te envía al despacho del director, aquí tienes tu excusa: estabas haciendo un modelo relativista de protones acelerados en el frente de choque de una aureola solar de eyección masiva (CME). Estaba hecho en nombre de la ciencia.

De verdad. Las explosiones solares y las “bolitas” tienen algo en común. Las CME arrojan partículas subatómicas a través del Sistema Solar a una velocidad cercana a la de la luz. Esas partículas son guiadas, de forma similar a una “bolita” en un tubo, por el campo magnético solar.

El Sol es un imán del tamaño de una estrella; su campo magnético impregna el todo Sistema Solar desde Mercurio a Plutón y más allá. No lo sentimos en la Tierra solo debido a que el propio campo magnético de nuestro planeta es localmente más fuerte –pero en el espacio interplanetario, el campo magnético del Sol manda.|

Debido a la rotación del Sol sobre su eje (una vez cada 27 días) el campo magnético solar entre los planetas tiene forma de espiral. Los investigadores lo llaman la 'la espiral de Parker' ya que fue el primer físico que lo describió. Usando la espiral de Parker, 'los meteorólogos espaciales pueden predecir donde irán las partículas energéticas solares', explica el físico solar Ming Zhang del Instituto de Tecnología de Florida. Esto es algo bueno, dice, para los astronautas que caminan por el espacio quienes desean conocer cuando una tormenta de radiación se aproxima para poder eludirla dentro de sus naves.

Pero Zhang y algunos colegas han descubierto recientemente algo problemático. Las partículas solares no siempre siguen la espiral de Parker como se suponía que hacían.

El campo magnético espiralizado del Sol visto desde aproximadamente100 UA (Unidades Astronómicas) de distancia. Crédito: Steve Suess, NASA.

'Aprendimos esto', dice Zhang, 'usando la astronave Ulises'.

Ulises es una misión conjunta de la Agencia Europea del Espacio (ESA) y NASA para estudiar el Sol. La astronave abandonó la Tierra en 1990 y navegó por Júpiter dos años más tarde – un encuentro que arrojó la nave por encima del plano orbital de los nueve planetas. La órbita cerrada de Ulises la llevará a rodear completamente el Sol, incluso sobre los polos solares, lo cual es justo lo que desean los científicos.

'Aquí en la Tierra vemos al Sol desde una única dirección –su ecuador', explica Zhang. 'Ulises nos permitirá observar la actividad solar desde diferentes direcciones'.

Este fue el caso del 14 de Julio de 2000 – Fiesta Nacional en Francia – cuando una potente explosión sacudió el Sol. El origen fue una mancha solar 20 veces más amplio que la Tierra. Durante días, las líneas de campo magnético sobre la mancha se habían complicado cada vez más. La tensión creció hasta que, como una goma excesivamente estirada, las líneas de fuerza se quebraron -- explosivamente.

Una explosión de radiación magnética causó apagones de radio en la Tierra durante horas. La explosión también liberó una masiva nube de gas (una CME) en dirección a la Tierra, la cual, cuando en su pasada por nuestro planeta dos días más tarde, dejó auroras en lugares tan al Sur como Texas. En el borde más avanzado de la CME, una onda de choque aceleró partículas subatómicas a una velocidad cercana a la de la luz. Las líneas de fuerza magnética las guiaron hacia la Tierra donde deshabilitaron temporalmente algunos satélites y eliminaron completamente uno (El Satélite Japonés Avanzado para Cosmología y Astrofísica).

La alta órbita polar de Ulises la llevó a una máxima latitud solar de 80.2 grados Sur.

Ulises observó estos eventos desde las alturas (3 UA) sobre el hemisferio Sur del Sol. 'La astronave estaba a 60o S de latitud heliográfica. La explosión sucedió a 22o N –casi directamente en línea con la Tierra', dice Zhang. Puedes visualizarlo de esta manera: Supón que el Sol tiene continentes y países como nuestro planeta. La explosión tuvo lugar en Arabia Saudí; la Tierra tendría una vista ecuatorial de Kenia; y Ulises estaría rondando sobre la Península Antártica.

El punto de vista de Ulises, mirando de lado una explosión que bombardeó la Tierra casi frontalmente, fue clave para el descubrimiento de Zhang.

Aunque la explosión no estaba dirigida hacia Ulises, la astronave estaba conectada a la CME en expansión a través de las líneas de campo magnético. 'Al principio, los protones acelerados por la CME llegaron desde la dirección que esperábamos', dice Zhang. 'Seguían la espiral de Parker'. Pero unas pocas horas más tarde Ulises fue sorprendido por un chorro de protones desde un ángulo de 90o.

¡La bolita había traspasado el tubo!

'El nombre técnico para esto es difusión de campo transversal', dice Zhang. 'Esto sucede cuando los campos magnéticos se complican'. Las partículas se encuentran capacitadas para migrar o “esparcirse” desde una línea de fuerza retorcida a otra. 'Muy pronto empiezan a moverse en direcciones inesperadas', dice él.

Los astronautas que caminan por el espacio necesitan buenos pronósticos de tormentas de radiación solar. [más]

Esto es un problema, dice Zhang, debido a que las partículas subatómicas aceleradas por CMEs pueden ser 'peores que la radiación de bombas nucleares'. Predecir donde irán estas partículas es crucial para la seguridad de astronautas y satélites. Los nanosatélites, un nuevo tipo de astronave en miniatura en proyecto, son particularmente vulnerables, dice Zhang. Su diminuta electrónica puede ser deshabilitado por un único protón solar ('los iones pesados son incluso más efectivos', comenta) – aunque los nanosatélites pueden sobrevivir a la tormenta de radiación simplemente desactivando los sistemas delicados hasta que la tormenta amaine.

Los investigadores han desarrollado modelos por ordenador para predecir el comienzo de las tormenta de radiación tras las llamaradas solares y CMEs, 'pero pocas veces incluyen la difusión de campo transversal', dice Zhang. 'Es difícil de incluir', explica, 'debido a que la difusión de campo transversal es un proceso complejo que sucede en zonas donde los campos magnéticos están enmarañados -- en otras palabras, donde la espiral de Parker no es lo bastante buena'. La mayoría del Sistema Solar es un territorio inexplorado, por esto los investigadores no saben dónde están estos líos.

'Aún tenemos mucho que aprender', concluye. ¿Cómo trabaja la difusión de campo transversal?. ¿Dónde es más probable que aparezca?. Con la ayuda de Ulises, 'estamos encontrando las respuestas'.