Clima espacial: ¿Qué es y cómo afecta el Sol al ambiente interplanetario?
Se conoce como clima espacial, a las condiciones y eventos que pueden afectar la Tierra y su entorno, siendo una consecuencia del comportamiento del Sol, el campo magnético y la atmósfera terrestre.
El efecto más reconocible y visible del clima espacial son las auroras boreales y australes. Sin embargo, además de estos espectaculares fenómenos naturales, también representa una amenaza real y puede impactar la infraestructura internacional, la tecnología y los sistemas de comunicación.
La amenaza del clima espacial para la infraestructura, la industria y el público en general es tan significativa que desde 2011. Algunos países como Reino Unido, la añadieron al Registro Nacional de Riesgos de Emergencias Civiles, creando incluso un Centro de Operaciones de Clima Espacial del Met Office (MOSWOC).
El clima espacial son partículas, energía electromagnética y campos magnéticos. Los campos magnéticos, la radiación, las partículas y la materia que han sido expulsados del Sol pueden interactuar con el campo magnético y la atmósfera superior de la Tierra para producir una variedad de efectos.
Los eventos extremos que causan los mayores impactos pueden ocurrir en cualquier momento durante el máximo del ciclo solar de 11 años. Las corrientes de partículas del Sol transportadas por el viento solar golpean constantemente la Tierra. En los momentos de mayor actividad, la Tierra experimenta un aumento en los impactos.
Eventos de clima espacial
Una eyección de masa coronal (CME) es la expulsión de material del Sol hacia el espacio interplanetario. Si el material se dirige hacia la Tierra, el evento puede resultar en una perturbación del campo magnético y la ionosfera de la Tierra.
Las erupciones solares son liberaciones súbitas de energía a través de todo el espectro electromagnético. Son difíciles de predecir, y la energía puede ser detectada en la atmósfera de la Tierra tan sólo 8 minutos después de la ocurrencia de uno de estos eventos.
Aunque también pueden tardar días en llegar a la Tierra, debido al campo magnético local del Sol, su tiempo de llegada es lo más importante para la previsión del clima espacial. Diferentes aspectos del clima espacial tienen una variedad de impactos en la humanidad y la tecnología que usamos.
Los centros de monitoreo utilizan escalas numeradas desarrolladas por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), similares a las utilizadas para huracanes o terremotos. Se utilizan en todo el mundo para clasificar las condiciones del clima espacial, y comunicar el impacto en las personas y los sistemas.
Impactos y perturbaciones
Las escalas de la NOAA describen el nivel de perturbación y los posibles impactos para tres tipos de clima espacial: apagones de radio (escala R), tormentas geomagnéticas (escala G) y tormentas de radiación solar (escala S). El nivel de impacto depende de los sistemas tecnológicos en uso.
Esto varía ampliamente en todo el mundo. Por ejemplo, la red eléctrica del Reino Unido tiene líneas de transmisión mucho más cortas y altamente conectadas que las de América del Norte, por lo que es menos susceptible al clima espacial.
Los apagones de radio ocurren cuando la ionosfera, una parte dinámica de la atmósfera superior que actúa como un reflector para las comunicaciones de alta frecuencia (HF), absorbe en lugar de reflejar señales durante una erupción solar. Esto interrumpe los sistemas de comunicación en el lado iluminado por el Sol de la Tierra.
Las tormentas geomagnéticas son grandes perturbaciones en el campo magnético de la Tierra causadas por cambios en el viento solar y la estructura del campo magnético interplanetario (IMF). Estos cambios en el viento solar surgen de perturbaciones en el Sol, como en poderosas eyecciones de masa coronal (CMEs). Su efecto puede sentirse durante varios días.
Tormentas de radiación solar
Junto a las grandes erupciones solares, también pueden ocurrir tormentas de radiación solar, que consisten en protones de muy alta energía, que impactan principalmente las regiones polares. Esto se llama absorción de la capa polar y su principal efecto es degradar las comunicaciones de alta frecuencia (HF) en estas regiones.
En el espacio, los astronautas y los satélites pueden estar expuestos a altos niveles de radiación. Mientras que la actividad extravehicular (caminatas espaciales) puede evitarse durante una tormenta solar, los satélites podrían estar expuestos a niveles excesivos y dañinos de radiación.
Aunque la atmósfera proporciona un nivel significativo de protección, la carga y la radiación de los eventos de clima espacial han demostrado ocasionalmente impactar sistemas en tierra. De manera similar, las aeronaves, las tripulaciones y los pasajeros en rutas polares de alta latitud pueden, en muy raras ocasiones, estar expuestos a niveles elevados de radiación.
El estudio del clima espacial y su impacto en el medio interplanetario es crucial para comprender mejor cómo estos eventos afectan no sólo a la Tierra, sino también a otros cuerpos celestes en nuestro sistema solar. La investigación y el desarrollo de tecnologías avanzadas son esenciales para mejorar nuestra capacidad de predecir y mitigar sus efectos en el futuro.