#ClimaEspacial y #TormentaSolar

Revista Abanico Ed.11
Sección: Sensibilidad ISO
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¿Qué es actividad solar?
El sol es una estrella magnética variable que fluctúa en escalas de tiempos que van desde una fracción de un segundo a miles de millones de años.
Fulguraciones solares, eyección de masa coronal (CME), vientos solares de alta velocidad y partículas energéticas solares son todas formas de actividad solar. Toda esta actividad se origina en el campo magnético del sol.

¿Qué es Clima Espacial?
El término clima espacial fue acuñado no hace mucho para describir las condiciones dinámicas en el ambiente espacial exterior de la Tierra, de la misma forma que clima se refiere a las condiciones en la baja atmosfera de la Tierra. El clima espacial incluye todas las condiciones y eventos en el sol, en el viento solar, en el espacio cercano y en nuestra atmósfera superior que puedan afectar sistemas tecnológicos en el espacio y en la tierra y a través de esto, la vida del ser humano. La Heliofísica es la ciencia que estudia el clima espacial.

¿Qué es una tormenta geomagnética?
La magnetósfera de la Tierra es creada por nuestro campo magnético y nos protege de muchas de las partículas que el sol emite. Cuando llega una CME o una corriente de alta velocidad, ésta zarandea la magnetosfera de la Tierra. Si el campo magnético del viento solar que choca con la magnetósfera está
direccionado hacia el sur, este interactúa fuertemente con el campo magnético opuestamente orientado de la Tierra. Después de este choque, el campo magnético de la Tierra es pelado como una cebolla permitiendo que las partículas energéticas del viento solar recorran hacia abajo por la línea del campo magnético y golpee la atmósfera en los polos. En la superficie de la Tierra una tormenta magnética se ve como una rápida caída de la fuerza del campo magnético de la Tierra. Para que el campo magnetico se recupere de este choque toma más o menos de 6 a 12 horas, luego se recupera gradualmente durante varios días.

El sol estalló con una fulguración solar X8, una de las más grandes
del actual ciclo solar (10 de septiembre de 2017)
 
¿Qué es una fulguración solar?
Es una intensa explosión de radiación que se produce de la emisión de energía magnética y asociada con las manchas solares. Las fulguraciones son los eventos explosivos más grandes de nuestro sistema solar. Son vistos como áreas brillantes en el sol y pueden durar horas o minutos. Vemos una fulguración solar por los fotones (luz) que libera. La principal forma de monitorear fulguraciones es con rayos x y luz óptica. Las fulguraciones son sitios donde las partículas (electrones, protones y partículas más pesadas) son aceleradas.

¿Qué es una protuberancia solar?
También conocida como filamento, es una característica grande y brillante que se extiende hacia afuera de la superficie del sol. Las protuberancias están ancladas a la superficie del sol en la fotósfera y se extienden hacia afuera a la atmósfera caliente exterior del sol, llamada corona. La protuberancia se forma en más o menos un día, y protuberancias estables pueden persistir en la corona por varios meses, haciendo círculos de miles de kilómetros en el espacio. Los científicos siguen investigando porqué y cómo se forman. 
El material de color rojo brillante que gira en la protuberancia es plasma, un gas caliente compuesto de hidrógeno y helio eléctricamente cargados. El plasma de la protuberancia fluye a lo largo de una estructura enredada y retorcida de campos magnéticos generados por el dínamo interno del sol. Una protuberancia eruptiva ocurre cuando esta estructura se hace inestable y explota hacia afuera, liberando el plasma.

¿Qué es eyección de masa coronal o CME?
La atmósfera exterior del sol, la corona, está estructurada por fuertes campos magnéticos. Donde estos campos están cerrados, a menudo sobre grupos de manchas solares, la atmósfera solar confinada puede de repente y violentamente liberar burbujas de gas y campos magnéticos llamados CME (Coronal Mass Ejections). Una gran eyección de masa coronal puede contener miles de millones de toneladas de materia que puede ser acelerada varios millones de kilómetros por hora en una espectacular explosión. De esta forma material solar sale hacia el espacio, impactando a cualquier planeta o nave espacial en su camino. Las CME son a veces asociadas con fulguraciones pero pueden ocurrir independientemente.

Bucles magnéticos girando sobre el sol (23-24 de marzo de 2017)

Una región activa en la orilla del sol produjo varias llamaradas de clase M5
(de tamaño mediano) durante un período de diez horas (3 de abril de 2017)

Un gran agujero coronal ha estado vomitando partículas
de viento solar en dirección a la Tierra durante los últimos días
(del 31 de agosto al 1 de septiembre de 2017)

¿Toda actividad solar impacta la Tierra? ¿Por qué sí y por qué no?
La actividad solar relacionada con el Clima Espacial puede ser dividida en cuatro componentes principales: fulguraciones, CME, vientos solares de gran velocidad y partículas energéticas del sol.
Las fulguraciones impactan a la Tierra solo cuando ocurren en el lado del sol que está frente a la Tierra. Como las fulguraciones están hechas de protones, viajan directamente fuera del sitio donde ocurrió, así que si podemos verla, podemos ser impactados. 
CME son grandes nubes de plasma y campo magnético que erupcionan del sol. Estas nubes pueden explotar en cualquier dirección, y continuar en esa dirección, atravesando por en medio de los vientos solares. Solo cuando la nube está dirigida a la Tierra, la CME puede golpear al planeta.
La corriente de los vientos solares de gran velocidad viene de áreas del sol conocidos como agujeros coronales. Estos agujeros pueden formarse en cualquier parte del sol y usualmente, solo cuando están cerca de su centro, estos vientos podrán impactar a la Tierra.
Partículas energéticas solares son partículas cargadas con alta energía. Se piensa que son liberadas por choques que se forman en la parte frontal de la CME y las fulguraciones solares. Cuando una nube de CME atraviesa el viento solar, se pueden producir partículas solares de alta velocidad y como están cargadas, siguen el camino del campo magnético hasta llegar a la Tierra. Así que solo las partículas cargadas que siguen al campo magnético que intersecan con la Tierra, resultan en impactos.

¿Qué son agujeros coronales?
Son características solares variables que pueden durar semanas o meses. Son áreas oscuras y grandes, a veces tan grandes como un cuarto de la superficie del sol, que representan regiones de baja densidad coronal. Se las puede ver a través de litografías ultravioleta extrema (EUV) o en longitudes de onda de rayos X. Estos agujeros están dentro de grandes celdas de campos magnéticos unipolares en la superficie del sol; sus líneas de campo se extienden fuera hacia el sistema solar. Estas líneas en campo abierto permiten una salida continua del viento solar de gran velocidad. Los agujeros coronales tienden a ser más numerosos en los años que siguen a un máximo solar.

¿Qué es una mancha solar?
Son áreas oscuras en la superficie del sol, tiene campos magnéticos fuertes que están en constante cambio. Una mancha solar moderada es del tamaño de la Tierra. Se forman y disipan en periodos de días y semanas. Ocurren cuando campos magnéticos fuertes aparecen a través de la superficie del sol y permiten que el área se enfríe un poco, de 6000 ° C puede bajar a unos 4200 ° C; esta área aparece como una mancha oscura que contrasta con la brillante fotósfera del sol. La rotación de estas manchas se puede ver en la superficie del sol y vista desde la Tierra, demora unos 27 días en hacer una rotación completa.
Las manchas solares permanecen más o menos en el mismo sitio en el sol. La superficie rota mucho más rápido cerca del centro del sol que en los polos. Grupos de manchas, especialmente aquellas con campos magnéticos de configuración compleja, son los sitios donde se originan las fulguraciones solares. En los últimos 300 años, el número promedio de manchas solares ha disminuido en un promedio de 11 años solares. 

¿Qué es un ciclo solar?

El sol atraviesa variaciones periódicas o ciclos de alta y baja actividad que se repiten aproximadamente cada 11 años. Sin embargo, se han observado ciclos cortos de 9 años y largos de 14 años. El ciclo solar o de mancha solar es una manera útil de marcar los cambios del sol.

¿Qué es el máximo y mínimo solar?

Mínimo solar se refiere a un periodo de varios años cuando el número de manchas solares es el mínimo; máximo solar ocurre en los años cuando las mancha solares son numerosas. Durante el máximo solar, la actividad en el sol y sus efectos en el clima espacial en nuestro ambiente solar es alto. En mínimo solar, el sol puede pasar muchos días sin que se vean manchas solares. En máximo, puede haber cientos de manchas solares en cualquier día.

La región oscura observada en la cara del sol a finales de marzo de 2013, es un agujero coronal (justo arriba y a la derecha de la mitad del cuadro), que es una fuente de viento solar rápido que sale del sol.

¿Qué tan fuerte es el viento solar, si lo comparamos con el de la Tierra?
El viento solar es muy débil comparado con el de la Tierra, sin embargo es mucho más rápido. Cuando medimos los vientos solares, tenemos velocidades de 1-2 millones de kilómetros por hora. Terminan siendo más débiles porque hay muy pocos. La densidad es más o menos 100 partículas por centímetro cúbico. Pero la presión de un viento solar se mide en nano pascales mientras que en la superficie de la Tierra, la presión atmosférica es 100 kilo pascales, y los vientos de la superficie están en los 100 pascales. Ya que los vientos solares se miden en nano pascales, estos son aproximadamente mil millones de veces más débiles que los vientos en la Tierra.


Fuente:
Solar Storm and Space Weather - Frequently Asked Questions
Fotografías:
The Jet Propulsion Laboratory

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