La sonda Parker de la NASA realizó entre noviembre y diciembre la tercera de sus órbitas cercanas al Sol para investigar la corona y el viento solar, pero también la más cercana y que más réditos científicos ha tenido; mientras, este febrero la ESA lanzará la misión Solar Orbiter, que se coordinará con la NASA para crear un escenario completo del comportamiento del Sol, vital para nuestro futuro y poder predecir la temidas tormentas solares que afectan al sistema eléctrico, las telecomunicaciones y las misiones espaciales.
IMÁGENES: NASA / ESA
El año pasado la sonda Parker de la NASA lograba romper una barrera física y tecnológica infranqueable, entrar en la “atmósfera” del Sol y salir para volver a colocarse en órbita, y, además, enviar la información a la Tierra. Era la tercera pasada que hacía desde que fuera lanzada a la estrella en agosto de 2018. Pero éste ha sido el más cercano, y el definitivo para aumentar el conocimiento (imprescindible en muchos aspectos) para conocer la estrella que nos da calor, energía, que permite que exista la vida en la Tierra, que el propio planeta funcione a nivel geofísico y, también, una de las mayores amenazas contra nuestra especie por las tormentas electromagnéticas y las explosiones de energía. La sonda Parker reveló que el Sol es mucho más virulento de lo que se pensaba, y sobre todo, que los misterios continúan. El principal objetivo era saber por qué, contra la lógica, la corona solar (la “atmósfera” de la estrella) alcanza un millón de grados centígrados mientras que la meliflua superficie solar “apenas” alcanza los 5.000 grados, cuando debería ser al revés. Los resultados se publicaron en tres informes en la revista Nature y nos sirven de base para este reportaje sobre el Sol.
Saber por qué la corona solar tiene estas características permitiría a los astrónomos saber cómo se genera y funciona realmente el viento solar, un continuo emisor de partículas subatómicas cargadas que se expanden en todas direcciones, y también por qué se producen (con qué ciclos) las tormentas solares que sí que pueden alcanzarnos en forma oleadas de fuerza electromagnética que podrían apagar todo el sistema eléctrico del planeta y las telecomunicaciones. Pero para lograrlo la sonda fue diseñada de manera muy específica por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins (EEUU), con un presupuesto de 1.200 millones de euros, para acercarse a 6 millones de km del Sol. Parker cuenta con un escudo térmico de carbono con un grosor de 11,5 cm que permite que el instrumental se mantenga a 30 grados estables mientras que por fuera se superan los 1.400 grados. Parker se acercó hasta una distancia récord de 24 millones de km de la superficie, para luego seguir con su órbita programada, muy alargada, que le llevará incluso más allá de la órbita de Venus. Este mes de enero Parker ha vuelto a zambullirse utilizando la gravedad del planeta hermano de la Tierra en sucesivas órbitas cerradas hasta que dentro de cinco años, en el culmen, rozará el Sol a sólo 6,9 millones de km en una misión casi suicida.
Una de las primeras detecciones de Parker cerca del Sol fue la velocidad del viento solar: el flujo aceleraba en forma de olas sucesivas, que acumulan suficiente energía y velocidad como para llegar a los 150 km por segundo. No sólo es una forma cargada de energía, es que además se mueve muy deprisa y altera cualquier instrumental. La principal justificación estaría en el propio Sol y su campo electromagnético, que no es recto sino que tiene forma de S (visualmente: como si fuera un látigo), que sería la pista de despegue de ese “oleaje” de partículas cargadas y la razón de que acelere tanto y adopte esa particular forma de expansión. La sonda también detectó una duplicación del viento solar, que no se genera uniformemente por la superficie solar: existe un viento solar que proviene de las regiones polares que alcanza velocidades de hasta 700 km por segundo, mientras que desde el resto del planeta viaja a menos de 500 km por segundo. Lo que se creía era un movimiento físico uniforme en realidad es mucho más complejo, lo que deja muchas más preguntas que respuestas: ¿por qué se producen esos “agujeros” en la corona solar y por qué las partículas son más lentas?, ¿es algo cíclico o continuo?, ¿cómo afecta eso a la cantidad de radiación solar que llega a los planetas?
Otro de los puntos descubiertos por Parker es que la corona solar, que gira en la misma dirección que la estrella, también se acelera en las capas más altas, por lo que el plasma de energía que emana de la estrella viaja a más velocidad aún. Esto explicaría por qué está más caliente que la superficie del Sol. De hecho Parker ha detectado una velocidad aumentada hasta 20 veces respecto a la de rotación solar. Hasta ahora la idea era que se producían pequeñas explosiones a escala subatómica que generan a su vez otras en cadena, empujando hacia el exterior la materia en forma de plasma y recalentándola aún más y cargándola de energía. Parker observó con sus cámaras (siempre de lado, nunca con enfoque directo ya que se derretirían) que el viento solar emana de forma abrupta, no constante, y está ligada a grandes explosiones de la corona. Cuando no las hay también se produce viento solar, pero no es ni mucho menos en la cantidad y velocidad de las explosiones.
Otro de los detalles observados por la sonda fue accidental: a medida que se acercaba al Sol aumentó el flujo de polvo orbital alrededor de la estrella, un elemento que no era conocido. Hasta ahora se sospechaba que en efecto los asteroides y cometas que se acercaban al Sol liberaban parte de su masa en forma de polvo, pero se consideraba que la mayor parte, después de quedar en órbita, terminaba por caer hacia el Sol y carbonizarse. En cambio los paneles de Parker recibieron múltiples arañazos de polvo en órbita que se mantenía crean un anillo invisible alrededor de la estrella. Esto genera aún más preguntas, como qué cantidad de material hay alrededor del Sol. Lo que si descubrió también, a partir de la verificación de este polvo en órbita, es que deja de existir a una distancia menor del Sol, ya que literalmente se volatiliza, por lo que hay una auténtica “zona muerta” o vacía alrededor.
Parker no estará sola en su trabajo: este próximo mes de febrero será lanzada la sonda hermana de la Agencia Espacial Europea (ESA), la Solar Orbiter, que utilizará mucho más instrumental que la sonda Parker y que mantendrá las distancias, ya que se establecerá en un máximo de 42 millones de km y utilizará la información de la NASA para contrastar y crear un escenario de comportamiento geofísico del Sol para saber si lo observado y detectado es un comportamiento puntual o la norma. La Solar Orbiter, por ejemplo, será la primera en trazar órbita polar del Sol, los puntos ciegos desde la Tierra y que ayudarán a entender los ciclos solares de actividad magnética, con una duración aproximada de entre 11 y 12 años (el último ha sido uno de los más débiles en cuanto a energía liberada) y que son el “manual” del Sol de cara a las posibles consecuencias para la Tierra. Que la estrella decaiga en su flujo de energía puede ser muy peligroso para la Tierra: la última vez que atravesó una época de “debilidad” fue en la segunda mitad del siglo XVII, cuando nuestro planeta pasó por casi 60 años de frío intenso que provocó hambrunas, catástrofes agrícolas y en Europa incluso décadas de veranos gélidos e inviernos furibundos que aceleraron incluso las migraciones.
Todo lo que necesita saber del Sol
Corazón y motor del Sistema Solar, clasificada en general como estrella de tipo G2 y por luminosidad como clase V, con una magnitud absoluta de +4,83, lo que la hace más brillante que el 85% de las estrellas de la Vía Láctea, que en su mayoría son enanas rojas. Como cuerpo no tiene unos límites definidos debido al estado físico de los materiales que lo componen, en forma de plasma, y por su temperatura (5.000 grados en la superficie y 1,2 millones de grados en la corona solar): se compone de un 75% de hidrógeno y un 25% diverso de helio (en su mayor parte), más oxígeno, carbono, neón y hierro y otros elementos en proporciones ínfimas respecto al total de la esfera, que por la emisión de energía en el proceso de fusión atómica (juntar átomos diferentes para crear otros nuevos, lo inverso al proceso de la energía nuclear moderna, de fisión) iniciado hace 4.600 millones de años cuando se creó un punto de atracción (colapso gravitacional) dentro de una gran nube de materiales hasta alcanzar la presión necesaria para que se produjera la fusión nuclear.
Tiene un diámetro de 1,4 millones de km, una superficie de 6,0877 x 1012 km2 y una masa de 1,9891 x 1030 kg, lo que supone que es 332.946 veces más grande y con más masa que la Tierra. Es más, el Sol supone el 99,86% de toda la masa del Sistema Solar. Su gravedad es tan grande que un cuerpo que quisiera escapar de él desde su superficie tendría que viajar, como mínimo, a 620 km por segundo. Una de sus particularidades es que no rota sobre su eje a la misma velocidad en todas sus partes: el ecuador es más rápido, y tarda 28 días, mientras que sus polos llegan a tardar 33,5 días. La explicación para esto, y para su propio comportamiento físico, es el poderoso movimiento de convección del núcleo hacia la superficie durante la fusión nuclear que produce la energía.
La muerte (lejana) de la estrella
La vida del Sol aún será larga, y es muy probable que la vida en la Tierra, de existir todavía, habrá tenido un recorrido muy distinto al actual. Porque los plazos de tiempo son inmensos: los cálculos hablan de hasta 5.000 años más de vida, pero de ellos sólo los 2.000 millones iniciales serán benignos. Superado ese plazo el Sol, ya envejecido, se recalentará tanto que convertirá los planetas del ciclo interior del Sistema Solar (Mercurio, Venus, Tierra, Marte) en un infierno antes de, en muchos casos, engullirlos, convertida en una Gigante Roja en proceso de extinción. El aumento de energía en emisión previo hará hervir los océanos y afectará a la atmósfera hasta quebrarla y deshacerla. La Tierra, como planeta, sobreviviría apenas como una roca parcialmente carbonizada si evita el colapso gravitatorio. Pero eso no será el final, que a diferencia de otras estrellas no será especialmente abrupto: su destino es convertirse primero en una nebulosa planetaria, un anillo brillante de gas y polvo incandescente que relampagueará durante 10.000 años iluminada por el brillo del corazón blanco del Sol, que luego mutará en una simple enana blanca.
Tormentas electromagnéticas, la gran amenaza solar
Llamadas popularmente “tormentas solares”, son eyecciones de masa de la corona solar de forma abrupta, a gran velocidad, o bien explosiones que generan un incremento puntual del viento solar. En ambos casos alcanzan la Tierra, o más concretamente el campo magnético terrestre, con el que esta masa cargada interactúa en dos fases: primero lo comprime y luego transfiere una enorme cantidad de energía que pasa al campo magnético terrestre (traducido en una subida de la carga eléctrica en la ionosfera). Esto provoca alteraciones en los sistemas de telecomunicaciones, satélites y carga las capas altas de la atmósfera, lo que provoca auroras boreales más grandes y visibles incluso desde latitudes meridionales.
Una tormenta electromagnética más fuerte de lo normal podría provocar un efecto de saturación en el sistema eléctrico terrestre y funcionar igual que un pulso electromagnético global, lo que fundiría los circuitos y literalmente apagaría el planeta. En el caso de que sea una eyección coronaria se producen en la fase máxima del ciclo solar, y si son picos de intensidad de viento solar se producen en la fase mínima del ciclo. En ambos casos suponen una amenaza de primera clase para la Tierra, especialmente si es producto de una eyección coronaria y el planeta está en su trayectoria, ya que a la corriente de energía se le añade plasma incandescente, aunque la distancia con el Sol y el historial de este tipo de explosiones aleja una amenaza directa, aunque no la elimina.
