El clima espacial es difícil de predecir, con solo una hora para prevenir desastres en la Tierra
Los recientes desarrollos a la vanguardia de la astronomía nos permiten observar que los planetas que orbitan otras estrellas tienen clima . De hecho, hemos sabido que otros planetas de nuestro propio sistema solar tienen un clima, en muchos casos más extremo que el nuestro.
Nuestras vidas se ven afectadas por variaciones atmosféricas a corto plazo del clima en la Tierra, y tememos que el cambio climático a largo plazo también tendrá un gran impacto. El término recientemente acuñado “clima espacial” se refiere a los efectos que surgen en el espacio pero afectan a la Tierra y las regiones a su alrededor. Más sutil que el clima meteorológico, el clima espacial generalmente actúa sobre los sistemas tecnológicos y tiene impactos potenciales que van desde la interrupción de las comunicaciones hasta las fallas de la red eléctrica.
La capacidad de predecir el clima espacial es una herramienta esencial para proporcionar advertencias de modo que se pueda intentar la mitigación y, con suerte, en casos extremos, prevenir un desastre.
La historia de la previsión meteorológica
Ahora estamos acostumbrados a pronósticos meteorológicos a gran escala que son bastante precisos para una escala de tiempo de aproximadamente dos semanas.
La predicción científica del tiempo se originó hace aproximadamente un siglo, y el término “frente” se asoció con la Primera Guerra Mundial . La predicción meteorológica se basa en un buen conocimiento de la teoría subyacente, codificada en programas informáticos masivos que se ejecutan en las computadoras más avanzadas, con enormes cantidades de datos de entrada.
Los satélites que monitorean continuamente pueden medir aspectos importantes del clima, como el contenido de humedad. También se pueden tomar fácilmente otras medidas, por ejemplo, con los casi 2.000 globos meteorológicos que se lanzan cada día. Explorar los límites en la predicción del tiempo dio lugar a la teoría del caos, a veces llamada ” efecto mariposa “. La acumulación de errores provoca el límite práctico de dos semanas.
Por el contrario, ¡la predicción del clima espacial solo es verdaderamente confiable con una hora de anticipación!
Efectos solares
La mayor parte del clima espacial se origina en el sol . Su atmósfera más externa sopla hacia el espacio a velocidades supersónicas, aunque a una densidad tan baja que el espacio interplanetario está más enrarecido que lo que se considera un vacío en nuestros laboratorios. A diferencia de los vientos en la Tierra, este viento solar transporta un campo magnético. Esto es mucho más pequeño que el campo de la Tierra que podemos detectar con una brújula en la superficie, y mucho más pequeño que el que está cerca de un imán de nevera, pero puede interactuar con la Tierra, con un papel importante en el clima espacial.
Sin embargo , el viento solar muy delgado, con un campo magnético muy débil , puede afectar a la Tierra en parte porque interactúa con una gran burbuja magnética alrededor de la Tierra, llamada magnetosfera, en un área muy grande, al menos cien veces más grande que la superficie. de nuestro planeta. Al igual que una brisa que apenas puede mover un hilo puede mover un enorme velero cuando está atrapado en las grandes velas, el efecto del viento solar, a través de su presión directa (como en una vela) o a través de su campo magnético interactuando con el de la Tierra, puede ser enorme.
Como punto de origen, el sol mismo es una masa hirviente de gas caliente y campos magnéticos, y su interacción es compleja, a veces incluso explosiva. Los campos magnéticos se concentran cerca de las manchas solares y producen fenómenos electromagnéticos como erupciones solares (el nombre lo dice todo) y eyecciones de masa coronal . Al igual que ocurre con los tornados en la Tierra, generalmente sabemos cuándo las condiciones son favorables para estas explosiones localizadas, pero la predicción precisa es difícil.
Incluso una vez que se detecta un evento, si una gran masa de gas rápido, caliente y denso se dispara en nuestra dirección (y esa “nube”, a su vez, es difícil de detectar, viniendo hacia nosotros contra el resplandor del sol), hay otro factor que complica la predicción de su peligro.
Detecta campos magnéticos
A diferencia del contenido de agua detectable, a veces incluso visible, en la atmósfera que es tan importante en meteorología, el campo magnético de gas expulsado por el sol, incluso en nubes calientes y más densas de explosiones, es casi imposible de detectar desde lejos. El efecto de una nube interplanetaria aumenta en gran medida si la dirección de su campo magnético es opuesta a la del propio campo de la Tierra donde golpea la barrera de la magnetosfera de la Tierra. En ese caso, un proceso conocido como “reconexión” permite que gran parte de la energía de la nube se transfiera a la región cercana a la Tierra y se acumule en gran medida en el lado nocturno, a pesar de que la nube golpea en el lado que mira hacia el sol.
Los científicos de la NASA responden preguntas sobre el clima espacial.
Mediante procesos secundarios, que generalmente implican una mayor reconexión, esta energía produce efectos de clima espacial. Los cinturones de radiación de la Tierra pueden recibir mucha energía , poniendo en peligro a los astronautas e incluso a los satélites. Estos procesos también pueden producir auroras brillantes, cuya belleza esconde peligro ya que a su vez producen campos magnéticos. Se produce un efecto generador cuando las auroras danzantes hacen que los campos magnéticos varíen, pero a diferencia de los generadores que producen gran parte de nuestra electricidad, los campos eléctricos de las auroras no están controlados.
Los campos eléctricos de las auroras son pequeños e indetectables para los sentidos humanos. Sin embargo, en una región muy grande pueden acumularse para aplicar un voltaje considerable. Es este efecto el que representa un peligro para nuestra infraestructura más grande, como las redes eléctricas. Para predecir cuándo podría suceder esto, necesitaríamos medir desde lejos el tamaño y la dirección del campo magnético en una nube espacial entrante. Sin embargo, ese campo invisible es sigiloso y difícil de detectar hasta que está cerca de nosotros.
Monitores de satélite
Según las leyes gravitacionales de las órbitas, un satélite que monitorea continuamente los campos magnéticos mediante medición directa debe ubicarse a aproximadamente un millón de millas (1.6 millones de kilómetros) de la Tierra, entre nosotros y el sol cien veces más lejos. Una nube magnética que causa efectos menores en el clima espacial suele tardar unos tres días en llegar del sol a la Tierra. Una nube verdaderamente peligrosa, proveniente de una explosión solar más grande, puede tardar tan solo un día. Dado que nuestros satélites de monitoreo están relativamente cerca de la Tierra, solo conocemos la dirección crucial del campo magnético como máximo una hora antes del impacto. No es mucho tiempo para preparar la infraestructura vulnerable, como las redes eléctricas y de comunicación y los satélites, para sobrevivir mejor.
Dado que las flotas de satélites necesarias para dar una mejor advertencia ni siquiera están en los tableros de dibujo, debemos confiar en la suerte frente al clima espacial. Puede ser un pequeño consuelo que el próximo máximo solar, cuando la superficie del sol está más activa durante un ciclo y se espera que alcance su punto máximo en 2025, se predice que será suave .
Puede ser Mark Twain quien dijo que “es difícil hacer predicciones, especialmente sobre el futuro”, pero ciertamente es cierto en el caso del clima espacial .