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Oct 28, 2023

El próximo máximo solar pintará el cielo con auroras boreales

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Cómo el Sol hace las auroras y cómo verlas.

Normalmente, si quieres ver la aurora boreal, tienes que enfrentarte a los paisajes helados del Gran Norte Blanco. En un día cualquiera, las auroras son visibles dentro de un óvalo relativamente pequeño alrededor de los polos y en ningún otro lugar. Los entornos helados del extremo norte y del sur son lugares difíciles para vivir. Son el tipo de lugares en los que planeas una lucha de semanas contra la naturaleza misma, como Race to Survive: Alaska de EE. UU., que enfrenta a ocho equipos de dos entre sí y el paisaje de Alaska.

Mientras que el equipo ganador será recompensado con medio millón de dólares en premios, las personas que viven sus vidas en los lugares menos cómodos de la Tierra son recompensados ​​con uno de los espectáculos de luces más brillantes de la Tierra.

El Sol es una enorme bola de gas muy caliente a muy alta presión. La mayoría de nosotros lo sabemos, pero no dedicamos mucho tiempo a pensar en lo que significa. El Sol también es asombrosamente, alucinantemente grande. Más del 99% de toda la masa del sistema solar está contenida dentro del Sol. Todo de ti y de mí, toda la Tierra, Marte, Júpiter y todo lo demás en el sistema solar se compone del pequeño resto.

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Toda esa masa, con el valor de decenas de miles de planetas, se mezcla en una esfera de 865,000 millas de diámetro. Eso crea mucha gravedad que atrae el material del Sol hacia el centro. La presión en el núcleo fusiona los átomos de hidrógeno, creando un calor intenso y una presión hacia el exterior. La influencia combinada de esas fuerzas, la atracción interna de la gravedad y la presión externa de la fusión, mueve el plasma caliente cargado eléctricamente como un gran océano de fuego hirviendo.

Las corrientes de plasma se retuercen entre sí, generando intensos campos magnéticos que también se confunden. Con el tiempo, las interacciones del campo magnético del Sol impulsan un aumento de la actividad solar hasta que alcanza lo que los científicos llaman máximo solar. Luego, todo el campo magnético del Sol cambia y el Sol se calma por un momento antes de aumentar nuevamente. El ciclo solar del Sol se desarrolla durante un período de 11 años, caracterizado por un pico y un valle de actividad solar.

Experimentamos esa actividad solar principalmente a través de un aumento en las manchas solares observadas. A medida que aumenta la actividad solar, los campos magnéticos especialmente fuertes mantienen parte del calor del Sol enterrado bajo la superficie. Como resultado, partes de la cara del Sol son más frías (todavía son muy calientes, alrededor de 6500 Fahrenheit) que las áreas circundantes y aparecen como puntos negros. Pero cuando las líneas del campo magnético se enredan cerca de las manchas solares, a veces se desprenden y envían plasma cargado al espacio en forma de llamarada solar.

El ciclo actual, el Ciclo Solar 25, pasó por su mínimo solar en diciembre de 2019, cuando la cantidad promedio de manchas solares fue de solo 1,8 durante un período de 13 meses. Cuando alcancemos el máximo solar, en algún momento de los próximos dos años, se estima que las manchas solares promediarán 115 o más, según las comparaciones con ciclos anteriores.

Cada nuevo ciclo solar brinda a los científicos más información con la que construir modelos precisos del comportamiento del Sol. Pero esos ciclos se desarrollan durante mucho tiempo. Un científico podría pasar toda su carrera estudiándolos y solo ver un puñado. Si bien hemos estado rastreando el ciclo solar durante siglos, solo tenemos 24 de ellos en los libros, lo que significa que necesariamente estamos trabajando con datos incompletos.

La forma convencional de predecir la línea de tiempo y la fuerza de un ciclo solar en particular ha sido observar las fechas y la duración entre los mínimos solares. Los últimos cuatro ciclos solares han sido más débiles que el promedio histórico y los científicos han predicho que, si bien el ciclo solar 25 será más fuerte que el ciclo anterior, seguirá siendo más débil que el promedio. Los científicos también han predicho que el máximo solar ocurrirá en julio de 2025.

Sin embargo, un modelo de la competencia utiliza una métrica diferente para hacer sus predicciones y ha llegado a algunas conclusiones alternativas. Investigadores de la NASA y el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas han desarrollado un nuevo método para predecir la actividad del ciclo solar, que se basa en el momento en que el campo magnético del ciclo anterior disminuye por completo. Ese momento se conoce como el terminador y puede ocurrir meses o años después del mínimo solar, durante el ciclo solar subsiguiente. Sus hallazgos, publicados en la revista Frontiers in Astronomy and Space Science, sugieren una relación entre la duración de un ciclo de terminador a terminador y la fuerza del siguiente ciclo.

Hasta ahora, su modelo se ha alineado con mayor precisión con la realidad que otros modelos. Si esa tendencia continúa, podríamos ver un máximo solar a fines de 2024 y un número promedio de manchas solares de hasta 185, colocándolo por encima del promedio histórico.

Una vez que tienes una estrella hiperactiva, lanzando berrinches llenos de plasma hacia la atmósfera de un planeta, tienes una receta para la aurora. Cuando el material cargado del Sol entra en contacto con la Tierra, la mayor parte rebota, gracias al propio campo magnético de la Tierra. Pero el campo es más débil en los polos, dando a las erupciones solares un camino hacia el aire.

Cuando toda esa energía y plasma golpea el gas frío en la atmósfera, se enciende como un delirio espacial alimentado por energía solar. Las auroras son visibles en ambos polos y se llaman aurora austral cuando ocurren en el hemisferio sur. Además, ambas auroras parecen ser imágenes especulares entre sí, ocurriendo al mismo tiempo en lados opuestos del planeta.

Los colores más comunes que probablemente verá son verdes y rosas tenues, el resultado de la interacción de la energía solar con el oxígeno a unas 60 millas de altura. El oxígeno significativamente más alto a veces se ilumina en rojo, mientras que el nitrógeno emite tonos azules o púrpuras.

Predecir una llamarada solar individual y su aurora asociada es una tarea difícil y una ciencia en desarrollo. El Centro de Predicción del Clima Espacial de la NOAA ofrece aproximadamente una hora de anticipación para cualquier aurora inminente, pero en realidad no pueden verlas venir antes. Solo pueden darte esa advertencia debido a los instrumentos basados ​​​​en el espacio en el punto L1 Lagrange de la Tierra.

La luz de una llamarada solar viaja, por supuesto, a la velocidad de la luz, por lo que no se puede predecir. En cuanto lo vemos, ya está aquí. Incluso si pusiéramos un puesto de observación justo al lado del Sol, solo podría enviar un mensaje a la velocidad de la luz, que no llegaría antes que la luz misma. Sin embargo, los vientos solares y las partículas cargadas se mueven un poco más lentamente, entre 500 y 800 kilómetros por segundo. Una vez que el viento solar golpea L1, tenemos entre 30 y 90 minutos antes de que nos golpee. Por el momento, eso es lo mejor que podemos hacer.

Predecir tendencias es un poco más fácil, gracias al ciclo solar constante del Sol. A medida que nos acerquemos al próximo máximo solar, aumentará la cantidad de manchas solares, erupciones solares y auroras. Y es probable que su intensidad también aumente. Las llamaradas más fuertes significan que las partículas cargadas pueden viajar más lejos a lo largo de las líneas del campo magnético e iluminar el cielo en latitudes más ecuatoriales.

Durante la tormenta solar de 1859, las auroras boreales se registraron tan al sur como Hawái y hay alguna evidencia de que las auroras boreales se han acercado aún más al ecuador, en la memoria histórica reciente. Si espera ver las luces durante el próximo máximo solar, querrá encontrar un lugar oscuro, cielos despejados y estar atento a los informes del clima espacial. No sabemos exactamente cuándo vendrán, pero sabemos que definitivamente lo serán.

No podemos predecir la aurora, pero podemos predecir el horario de televisión. Nuevos episodios de Race to Survive: Alaska se transmiten todos los lunes a las 11/10c, en EE. UU.