Cómo funcionan las erupciones solares y los riesgos que plantean

Un repentino destello de brillo en la superficie del Sol se llama llamarada solar. Si el efecto se ve en una estrella además de la Dom, el fenómeno se llama llamarada estelar. Una llamarada estelar o solar libera una gran cantidad de energía, típicamente del orden de 1 × 10²⁵ julios, en un amplio espectro de longitudes de onda y partículas. Esta cantidad de energía es comparable a la explosión de mil millones de megatones de TNT o diez millones de erupciones volcánicas. Además de la luz, una llamarada solar puede expulsar átomos, electrones e iones al espacio en lo que se llama eyección de masa coronal. Cuando el Sol libera partículas, pueden llegar a la Tierra en un día o dos. Afortunadamente, la masa puede ser expulsada hacia afuera en cualquier dirección, por lo que la Tierra no siempre se ve afectada. Desafortunadamente, los científicos no pueden pronosticar bengalas, solo dan una advertencia cuando se produce una.

La llamarada solar más poderosa fue la primera que se observó. El evento ocurrió el 1 de septiembre de 1859 y se llama

Al igual que los planetas, las estrellas consisten en múltiples capas. En el caso de una llamarada solar, todas las capas de la atmósfera del Sol se ven afectadas. En otras palabras, la energía se libera de la fotosfera, la cromosfera y la corona. Las erupciones tienden a ocurrir cerca de las manchas solares, que son regiones de intensos campos magnéticos. Estos campos vinculan la atmósfera del sol con su interior. Se cree que las bengalas son el resultado de un proceso llamado reconexión magnética, cuando los bucles de fuerza magnética se separan, se unen y liberan energía. Cuando la corona libera repentinamente energía magnética (de repente, en cuestión de minutos), la luz y las partículas se aceleran en el espacio. La fuente de la materia liberada parece ser material del campo magnético helicoidal no conectado, sin embargo, los científicos no ha entendido completamente cómo funcionan las bengalas y por qué a veces hay más partículas liberadas que la cantidad dentro de un bucle coronal. El plasma en el área afectada alcanza temperaturas del orden de decenas de millones de Kelvin, que es casi tan caliente como el núcleo del Sol. Los electrones, protones e iones son acelerados por la energía intensa a casi la velocidad de la luz. Radiación electromagnética cubre todo el espectro, desde los rayos gamma hasta las ondas de radio. La energía liberada en la parte visible del espectro hace que algunas erupciones solares sean observables a simple vista, pero la mayor parte de la energía está fuera del rango visible, por lo que se observan erupciones con instrumentación científica. Si una erupción solar está acompañada o no de una eyección de masa coronal no es fácilmente predecible. Las erupciones solares también pueden liberar un aerosol de erupción, que implica una expulsión de material que es más rápido que una prominencia solar. Las partículas liberadas por un rocío de bengala pueden alcanzar una velocidad de 20 a 200 kilómetros por segundo (kps). Para poner esto en perspectiva, el velocidad de la luz es 299.7 kps!

Las erupciones solares más pequeñas ocurren con mayor frecuencia que las grandes. La frecuencia de cualquier brote que ocurra depende de la actividad del sol. Después del ciclo solar de 11 años, puede haber varias erupciones por día durante una parte activa del ciclo, en comparación con menos de una por semana durante una fase tranquila. Durante la actividad máxima, puede haber 20 brotes por día y más de 100 por semana.

Un método anterior de clasificación de la llamarada solar se basaba en la intensidad de la línea Hα del espectro solar. El moderno sistema de clasificación clasifica las bengalas de acuerdo con su flujo máximo de rayos X de 100 a 800 picómetros, según lo observado por la nave espacial GOES que orbita la Tierra.

Cada categoría se clasifica aún más en una escala lineal, de modo que una bengala X2 es dos veces más potente que una bengala X1.

Las erupciones solares producen lo que se llama clima solar en la Tierra. El viento solar impacta la magnetosfera de la Tierra, produce auroras boreales y australes, y presenta un riesgo de radiación para satélites, naves espaciales y astronautas. La mayor parte del riesgo es para los objetos en órbita terrestre baja, pero las eyecciones de masa coronal de las erupciones solares pueden destruir los sistemas de energía en la Tierra y desactivar completamente los satélites. Si los satélites cayeran, los teléfonos celulares y los sistemas GPS estarían sin servicio. los luz ultravioleta y rayos X liberado por una llamarada interrumpe la radio de largo alcance y probablemente aumenta el riesgo de quemaduras solares y cáncer.

En una palabra: si. Si bien el planeta mismo sobreviviría a un encuentro con una "superflama", la atmósfera podría ser bombardeada con radiación y toda la vida podría ser destruida. Los científicos han observado la liberación de superflores de otras estrellas hasta 10.000 veces más potentes que una erupción solar típica. Si bien la mayoría de estas erupciones ocurren en estrellas que tienen campos magnéticos más potentes que nuestro Sol, aproximadamente el 10% de las veces la estrella es comparable o más débil que el Sol. Al estudiar los anillos de los árboles, los investigadores creen que la Tierra ha experimentado dos pequeñas superflares: una en 773 E.C. y otra en 993 E.C. Es posible que podamos esperar una súper llamarada aproximadamente una vez al milenio. Se desconoce la posibilidad de una superflare de nivel de extinción.

Incluso las erupciones normales pueden tener consecuencias devastadoras. La NASA reveló que la Tierra se perdió por poco una llamarada solar catastrófica el 23 de julio de 2012. Si la erupción hubiera ocurrido solo una semana antes, cuando se apuntó directamente a nosotros, la sociedad habría retrocedido a la Edad Media. La intensa radiación habría desactivado las redes eléctricas, la comunicación y el GPS a escala global.

¿Qué tan probable es tal evento en el futuro? El físico Pete Rile calcula que las probabilidades de una llamarada solar disruptiva son del 12% por 10 años.

En la actualidad, los científicos no pueden predecir una llamarada solar con ningún grado de precisión. Sin embargo, la alta actividad de las manchas solares se asocia con una mayor probabilidad de producción de brotes. La observación de las manchas solares, particularmente el tipo llamado manchas delta, se usa para calcular la probabilidad de que ocurra una llamarada y qué tan fuerte será. Si se predice una llamarada fuerte (clase M o X), la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA) emite un pronóstico / advertencia. Por lo general, la advertencia permite 1-2 días de preparación. Si ocurre una llamarada solar y una eyección de masa coronal, la gravedad del impacto de la llamarada en la Tierra depende del tipo de partículas liberadas y de qué tan directamente la llamarada se enfrenta a la Tierra.

• "Big Sunspot 1520 lanza llamarada de clase X1.4 con CME dirigido a la Tierra". NASA 12 de julio de 2012.
• "Descripción de una apariencia singular vista en el Sol el 1 de septiembre de 1859", Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, v20, pp13 +, 1859.
• Karoff, Christoffer. "Evidencia de observación para mejorar la actividad magnética de las estrellas superfluidas". Nature Communications volume 7, Mads Faurschou Knudsen, Peter De Cat, et al., Número de artículo: 11058, 24 de marzo de 2016.