Arrojando luz sobre el Sol

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, ha sido dif¨ªcil ofrecer una explicaci¨®n del Sol sin recurrir a las deidades. En la antigua Grecia, por ejemplo, el dios Helios, la personificaci¨®n del Sol, recorr¨ªa los cielos en su cuadriga para crear la noche y el d¨ªa, mientras que en el antiguo Egipto se veneraba como creador del universo a Ra, dios del Sol con cabeza de halc¨®n.

Desde entonces, la ciencia ha revelado, entre otros datos, que el Sol gira sobre su eje, de media, una vez cada 28 d¨ªas. No obstante, por el ecuador, esta esfera de plasma caliente gira una vez cada 25 d¨ªas, mientras que en los polos lo hace aproximadamente cada 35 d¨ªas, contribuyendo as¨ª a la creaci¨®n de una candente vor¨¢gine de plasma.

A pesar de ello, el poder del Sol y sus feroces erupciones, que han llegado a fre¨ªr sat¨¦lites de comunicaci¨®n y otros instrumentos electr¨®nicos de la Tierra, a¨²n pueden albergar sorpresas. La comunidad cient¨ªfica advierte que las erupciones solares ir¨¢n adquiriendo mayor ¨ªmpetu a medida que se aproxima un pico de actividad, previsto a finales de 2024 y comienzos de 2025.

¡°En el interior de nuestro astro tiene lugar un movimiento turbulento, llamado convecci¨®n, que se parece un poco al del agua caliente justo antes de hervir¡±, se?ala el profesor Sacha Brun, director de investigaci¨®n del centro CEA Par¨ªs-Saclay, de la comisi¨®n francesa de Energ¨ªa At¨®mica y Energ¨ªas Alternativas.

Una c¨¦lebre tormenta magn¨¦tica que azot¨® la Tierra en septiembre de 1859, conocida como el evento Carrington, desencaden¨® espl¨¦ndidas auroras en regiones lejanas a los polos e hizo que tel¨¦grafos de todo el mundo echasen chispas. Desde entonces, ha habido otras. En 1989, una tormenta geomagn¨¦tica ocasion¨® un apag¨®n en Quebec (Canad¨¢), recuerda Brun.

Para predecir y entender estos acontecimientos, debemos adquirir un conocimiento m¨¢s exhaustivo del Sol. Esta impetuosa esfera de hidr¨®geno y helio alcanza adem¨¢s temperaturas inimaginables, llegando a los 15 millones de grados en su n¨²cleo, y tiene un tama?o descomunal: m¨¢s de un mill¨®n de Tierras cabr¨ªan dentro del Sol.

Su apacible presencia en los d¨ªas soleados esconde las intensas reacciones nucleares que se producen en su centro y que generan vastas cantidades de energ¨ªa. El Sol es una agitada esfera de plasma, cuyos gases est¨¢n tan calientes que los electrones abandonan los ¨¢tomos y producen intensas explosiones magn¨¦ticas en la superficie, de las que millones de toneladas de materia son arrojadas a borbotones al espacio.

Un encanto magn¨¦tico

A medida que rota, la energ¨ªa mec¨¢nica del Sol se convierte en energ¨ªa magn¨¦tica, de una forma similar al funcionamiento de la dinamo de una bicicleta, que transforma el movimiento del pedal en energ¨ªa magn¨¦tica. En el Sol, unas sinuosas bandas de magnetismo se elevan produciendo manchas solares en la superficie, zonas oscuras en las que el campo magn¨¦tico es 3.000 veces m¨¢s intenso que en las ¨¢reas circundantes.

Las manchas solares pueden generar esas erupciones que da?an los dispositivos el¨¦ctricos. Sin embargo, esta actividad no es constante. ¡°El magnetismo del Sol var¨ªa a lo largo de un ciclo de 11 a?os", indica el astrof¨ªsico Brun. Durante dicho ciclo, las eyecciones de masa coronal pasan de producirse una vez cada tres d¨ªas a tres veces al d¨ªa en su punto m¨¢ximo.

¡°A medida que avanza el ciclo, la frecuencia de las erupciones aumenta¡±, manifiesta Brun. ¡°La gente no es consciente de que la Tierra est¨¢ inmersa en la turbulenta esfera magn¨¦tica de nuestra estrella¡±. Por lo tanto, la necesidad de anticipar estas tormentas solares es indiscutible. En febrero de 2022, por ejemplo, una erupci¨®n solar destruy¨® los circuitos electr¨®nicos de 40 sat¨¦lites comerciales SpaceX, dej¨¢ndolos inutilizables.

Esas part¨ªculas energ¨¦ticas tardan ¨²nicamente 15 minutos en desplazarse desde el Sol a la Tierra. Por el contrario, la amenaza que representan las nubes magn¨¦ticas suele tardar varios d¨ªas en materializarse, por lo que nos concede un mayor margen de preparaci¨®n.

Brun codirige un proyecto financiado por la UE, WHOLE SUN, cuyo objetivo es comprender las capas interiores y exteriores de la ¨²nica estrella del sistema solar de la Tierra. Con un plazo de ejecuci¨®n de siete a?os, esta iniciativa, que estar¨¢ vigente hasta abril de 2026, se centra en el movimiento turbulento del interior del Sol y en los complejos procesos f¨ªsicos que convierten esa agitaci¨®n interior en magnetismo en las capas exteriores.

El estudio precisa de los superordenadores m¨¢s potentes del mundo, dado que el cometido no es menor: la predicci¨®n de las erupciones solares supondr¨¢ una significativa mejora de la comprensi¨®n del interior del Sol por parte de la comunidad cient¨ªfica.

El nacimiento de una estrella

?C¨®mo fue el pasado lejano del Sol? Su existencia data de 4 600 millones de a?os atr¨¢s, 100 millones de a?os antes que la de la Tierra. El proceso que dio lugar a su formaci¨®n y el lugar en que esta aconteci¨® podr¨ªan parecer un misterio impenetrable. Sin embargo, seg¨²n la Dra. Maria Lugaro, del Observatorio Konkoly de la Academia de las Ciencias de Hungr¨ªa, este no es el caso.

Lugaro, astrof¨ªsica italiana, investiga esta cuesti¨®n en el marco del proyecto RADIOSTAR, financiado por la UE, iniciado en 2017 y vigente hasta agosto de este a?o. "Creemos que el Sol no naci¨® en solitario, sino en una regi¨®n de formaci¨®n de estrellas con una alta presencia de estas", se?ala Lugaro.

Lugaro indaga en el pasado del Sol examinando los f¨®siles qu¨ªmicos presentes en los meteoritos actuales. Los ¨¢tomos radiactivos son inestables. En un determinado periodo de tiempo, liberan energ¨ªa y se desintegran en los llamados nucleidos hijos, que son mensurables. Estos hijos son, en consecuencia, f¨®siles qu¨ªmicos que brindan informaci¨®n sobre ¨¢tomos radiactivos existentes en otra ¨¦poca.

La investigaci¨®n de Lugaro sugiere que el Sol se form¨® en un vivero estelar en el que hab¨ªa estrellas hermanas, incluidas estrellas supernovas, conocidas tambi¨¦n como explosiones estelares. No obstante, indagar en el pasado del Sol precisa de meteoritos, trozos de roca formados antes que la Tierra.

Estos meteoritos pueden contener trazas de ¨¢tomos radiactivos, como el aluminio-26 o el hafnio-182. Se sabe que estos ¨¢tomos existieron ¨²nicamente en un determinado periodo de tiempo. Combinadas, las trazas de dichos ¨¢tomos pueden funcionar como un reloj radiactivo y calcular la edad de las estrellas que los formaron en relaci¨®n con la edad del Sol.

Un v¨ªvido discurso

Algunos ¨¢tomos radiactivos se encuentran solo en cierto tipo de estrellas, por lo que su presencia en meteoritos ayuda a recrear c¨®mo fue el nacimiento del Sol, si bien los hallazgos est¨¢n abiertos a debate. Puede ser que el Sol se formase en una regi¨®n tempestuosa, entre nubes de polvo y gas y junto a estrellas supergigantes y supernovas. En el plazo de unos 20 millones de a?os, las distintas estrellas habr¨ªan empezado a abandonar el vivero. No obstante, desde un punto de vista cient¨ªfico, no hay nada concluyente. "Cada a?o hay debate. ?El Sol es una estrella rara o normal?", ejemplifica Lugaro. "?Es muy divertido!".

Las investigaciones descritas en este art¨ªculo han sido financiadas por el Consejo Europeo de Investigaci¨®n (CEI). Art¨ªculo publicado originalmente en Horizon, la Revista de Investigaci¨®n e Innovaci¨®n de la Uni¨®n Europea.

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