Descubren un método para evitar una catástrofe solar

Un grupo norteamericano de investigadores podría haber descubierto un método para predecir llamaradas solares con más de un día de antelación, lo que nos daría un tiempo precioso para proteger los satélites, las redes eléctricas y los sistemas GPS de la devastadora acción de una tormenta solar de gran intensidad. El hallazgo se acaba de publicar en Astroparticle Physics.

El tabajo podría ser de vital importancia para prevenir los devastadores efectos que tendría una gran tormenta solar sobre los sistemas electricos y electrónicos en la Tierra. Algo para lo que, hoy en día, no estamos lo suficientemente preparados.

El sistema consiste en medir las diferencias de la radiación gamma que emiten los átomos radiactivos a medida que se desintegran. Se sabe que el ritmo al que se produce esta decadencia radiactiva es constante y, aunque hasta ahora nadie lo había pensado, el fenómeno se puede aprovechar para predecir la inminencia de una llamarada solar.

La nueva técnica de detección se basa en la hipótesis de que la tasa de desintegración de diferentes elementos radioactivos está influenciada por la actividad solar, en concreto por los haces de neutrinos que el Sol emite continuamente. Y esta influencia, que cambia con las estaciones, al variar la distancia del Sol a la Tierra, puede variar también de forma significativa cuando está a punto de producirse una llamarada solar. La hipótesis está avalada por más de una docena de estudios desde que fuera propuesta en el año 2006. Y ahora puede ser utilizada para construir un eficaz sistema de alerta que nos avise con antelación de la actividad del Sol.

Ephraim Fischbach, profesor de Física de la Universidad de Purdue, y Jere Jenkins, ingeniero nuclear de la misma institución, están convencidos, en efecto, de que el estudio de este fenómeno sentará las bases para el desarrollo de un nuevo sistema de alertas solares. Jenkins descubrió que la tasa de desintegración radiactiva de ciertos isótopos sufre sutiles cambios hasta 39 horas antes de producirse una llamarada en el Sol.

«Es la primera vez -explica Fischbach- que el mismo isótopo se utiliza en dos experimentos diferentes, en dos laboratorios diferentes, y que en ambos se obtienen los mismos resultados».

Los investigadores partieron de un trabajo anterior realizado por físicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven. Durante seis años (entre 2005 y 2011) se recopilaron los datos de la calibración semanal rutinaria de un instrumento que mide la seguridad radiológica en un reactor de investigación de la Universidad Estatal de Ohio. Y se descubrió que se producía una clara variación estacional en la tasa de desintegración de un isótopo radiactivo del cloro. El cloro 36, en efecto, se desintegraba más rápido durante los meses de enero y febrero, mientras que entre julio y agosto ese ritmo decrecía de forma apreciable.

Sorprendentemente, Fischbach y Jenkins hallaron el mismo patrón de diferencias al analizar diez grandes llamaradas solares sucedidas entre 2006 y este mismo año. «Hemos visto una y otra vez -afirma Fischbach- una señal que precedía a las llamaradas solares. Y creemos que eso tiene un importante valor predictivo».

Partiendo de estas premisas, los científicos de la Universidad de Purdue utilizaron una fuente radiactiva (manganeso 4), y un detector de rayos gamma. A medida que el manganeso iba decayendo, transformándose en cromo 54, emitía radiación gamma que era recogida por el detector.

De esta forma, los investigadores se dieron cuenta de que el fenómeno variaba al variar la distancia entre la Tierra y el Sol. Y que las tasas de desintegración radiactiva eran muy diferentes, por ejemplo, en enero y en julio, cuando nuestro planeta está, respectivamente, más cerca y más lejos del Sol.

«Cuando la Tierra está más lejos -afirma Jenkins- tenemos menos neutrinos solares y el decaimiento del isótopo es un poco más lento. Cuando estamos más cerca, hay más neutrinos y el decaimiento es más rápido». Y lo mismo sucede durante las tormentas solares. «Lo que esto nos está diciendo -asegura Fischbach- es que el Sol influye en la tasa de desintegración de los isótopos radiactivos».

Algo que, de paso, se opone al principio enunciado por Ernest Rutherford (el «padre» del átomo), que en la década de los 30 del pasado siglo estableció que la tasa de radioactividad es constante y no puede ser alterada por causas externas. Para Jenkins, y dado que los neutrinos no tienen carga ni prácticamente masa, «la idea de que éstos pueden interactuar con algo escapa a la Física. Y lo que nosotros estamos diciendo es que algo que no puede interactuar con nada está cambiando algo que no puede ser cambiado».

Difícil de creer, pero los datos son tozudos. Y si no son los neutrinos los que están afectando al ritmo de desintegración radiactiva «puede que lo esté haciendo un tipo de partícula aún desconocida». En todo caso, tanto Jenkins como Fischbach sostienen que se necesita profundizar en la investigación utilizando instrumentos aún más sensibles que puedan confirmar su hallazgo.

De confirmarse, habrían quedado sentadas las bases para crear un sistema de alertas solares capaz de advertirnos de la inminencia de una catástrofe electromagnética que nos deje sin electricidad ni comunicaciones durante meses o incluso años.

Fuente: http://www.abc.es

Erupciones solares, una mezcla entre tornado, volcán y tsunami

Un grupo de astrónomos de la Universidad George Mason ha conseguido, por primera vez, relacionar una Eyección de Masa Coronal con un arco de plasma solar. El hallazgo, que se publica en Nature Communications, puede ayudar a predecir cuándo tendrán lugar estos violentos fenómenos, capaces de provocar graves daños en la Tierra.

Entre todos los fenómenos solares conocidos, las Eyecciones de Masa Coronal (CME) son, probablemente, los que más preocupan a los científicos. Enormes masas de partículas cargadas que el Sol expulsa sin previo aviso y en cualquier dirección, incluído nuestro planeta. Nubes ardientes de radiación viajando a millones de km. por hora que embisten periódicamente la Tierra y que tienen el potencial de «freir», literalmente, nuestras redes eléctricas y de comunicaciones, sumiéndonos en un largo periodo de oscuridad y silencio.

A medida que pasan los años, astrónomos y astrofísicos empiezan a comprender cómo se originan estos inquietantes eventos y esperan ser capaces de predecirlos en un futuro. Ahora, un grupo de investigadores dirigidos por Jie Zhang, físico solar de la Universidad George Mason, acaba de dar un paso importante al relacionar las CME con otra clase de fenómenos: los enormes arcos de plasma que de vez en cuando se forman sobre la superficie del Sol. Para Zhang y sus colegas, estas estructuras podrían ser la causa de las llamaradas y erupciones solares, y también la raíz de las peligrosas eyecciones de material solar.

Hace ya mucho que los astrónomos se dieron cuenta de la existencia de enormes arcos de plasma surgiendo, como por arte de magia, de la superficie solar. Se trata de estructuras realmente gigantescas, mucho mayores que nuestro planeta (en la imagen, junto a Júpiter y la Tierra), y que poseen poderosos campos magnéticos en forma de espiral o tubo, en cuyo interior circulan intensas corrientes eléctricas y una gran cantidad de material solar.

A menudo, estas espectaculares prominencias solares fluyen ininterrumpidamente durante horas, incluso durante días enteros. Desde hace tiempo los científicos han venido especulando con la posibilidad de que estos grandes arcos estuvieran relacionados, de alguna forma, con las Eyecciones de Masa Coronal, pero les faltaba alguna evidencia directa.

La ocasión llegó hace un año, el 8 de marzo de 2011, cuando los investigadores pudieron contemplar una de estas estructuras justo antes, y también durante, una erupción solar. Utilizando los instrumentos de la sonda SDO (Solar Dynamics Observatory), los investigadores llegaron a la conclusión de que la erupción del 8 de marzo del año pasado estaba íntimamente ligada a ciertas inestabilidades del gran arco de plasma.

«Ahora podemos ver cómo se forma una tormenta solar -afirma Jie Zhang- cómo se desarrolla y cómo se produce una erupción. Es como estar mirando a una combinación entre tornado, volcán y tsunami en plena acción. El hallazgo ayudará a comprender los mecanismos físicos que producen las erupciones solares, y esperamos que nos den la capacidad de predecirlas en el futuro».

Las imágenes térmicas revelan cómo surge una gigantesca espiral del Sol a más de diez millones de grados de temperatura, y cómo ese «tubo» de materia ardiente asciende a una velocidad de 360.000 km./h antes de empezar a curvarse, adoptando su característica forma arqueada. En ese momento, la estructura entera parece volverse inestable, aumentando enormemente su velocidad (hasta los 2,5 millones de Km./h) y coincidiendo con el principio de la llamarada solar.

Los investigadores sugieren que esa brusca aceleración es la responsable de que se forme una llamarada solar. Y creen que eso es posible gracias a un proceso llamado «reconexión magnética» en el la energía contenida por los campos magnéticos de la estructura se convierten en energía cinética. «La reconexión – añade Zhang – añada energía adicional a la erupción».

El investigador, además, sostiene que las estructuras magnéticas no se habían visto hasta ahora porque los instrumentos que había antes del SDO sólo observaban el Sol a temperaturas relativamente frías, mientras que el proceso tiene lugar a temperaturas mucho más elevadas. Zhang espera que a partir de ahora sea posible estudiar muchos más ejemplos y estudiar con detalle la evolución de todo el proceso. «El objetivo – añade – es desarrollar nuestra capacidad para predecir las tormentas solares».

Fuente: http://www.abc.es