El viento solar es un flujo de partículas que sale del sol a aproximadamente un millón de millas por hora y viaja por todo el sistema solar. Propuesto por primera vez en la década de 1950 por el físico Eugene Parker de la Universidad de Chicago, el viento solar es visible en el halo alrededor del sol durante un eclipse y, a veces, cuando las partículas golpean la atmósfera de la Tierra, como la aurora boreal, o auroras boreales.

Mientras que el viento solar protege a la Tierra de otras partículas dañinas provenientes del espacio, Las tormentas también pueden amenazar nuestras redes de comunicaciones y satélites.

¿Qué es el viento solar?

La superficie del sol está terriblemente caliente a las 6, 000 grados Fahrenheit, pero su atmósfera, llamado la corona, es mil veces más caliente. También es increíblemente activo; esos destellos y bucles son el halo que ves alrededor del sol cuando hay un eclipse.

La corona está tan caliente que la gravedad del sol no puede retenerla. de modo que las partículas se lanzan al espacio y viajan por todo el sistema solar en todas direcciones. Mientras el sol gira quemaduras y eructos, crea remolinos complejos y remolinos de partículas. Estas partículas, principalmente protones y electrones, viajan alrededor de un millón de millas por hora al pasar por la Tierra.

Este flujo de partículas, llamado el "viento solar, "tiene un impacto enorme en nuestras vidas. Nos protege de los rayos cósmicos extraviados que provienen de otras partes de la galaxia, pero los efectos de las tormentas en la superficie del sol también pueden afectar nuestras redes de telecomunicaciones. El viento también representaría una amenaza para los astronautas que viajan a través de espacio, por lo que la NASA quiere comprender mejor sus propiedades.

¿Cómo se descubrió el viento solar?

En 1957, Eugene Parker era profesor asistente en la Universidad de Chicago cuando comenzó a investigar una pregunta abierta en astrofísica:¿Están saliendo partículas del sol? Tal fenómeno parecía improbable; La atmósfera de la Tierra no fluye hacia el espacio, y muchos expertos supusieron que lo mismo sería cierto para el sol. Pero los científicos habían notado un fenómeno extraño:las colas de los cometas, no importa en qué dirección viajaron, siempre apuntaba en dirección opuesta al sol, casi como si algo los estuviera soplando.

Parker comenzó a hacer los cálculos. Calculó que si la corona del sol fuera de un millón de grados, tenía que haber un flujo de partículas que se expandían lejos de su superficie, eventualmente volviéndose extremadamente rápido, más rápido que la velocidad del sonido. Más tarde llamaría al fenómeno "viento solar".

"Y ese es el final de la historia, excepto que no lo es, porque la gente dijo de inmediato, "No lo creo, '", Dijo Parker.

Escribió un artículo y lo envió a la Diario astrofísico ; la respuesta de los revisores científicos fue rápida y mordaz.

"Debes entender lo increíble que sonó esto cuando lo propuso, "dijo Fausto Cattaneo, profesor de astronomía y astrofísica de la UChicago. "Que este viento no solo existe, ¡pero viaja a velocidad supersónica! Es extraordinariamente difícil acelerar algo a velocidades supersónicas en el laboratorio, y no hay medios de propulsión ".

Afortunadamente, el editor de la revista en ese momento era el eminente astrofísico Subrahmanyan Chandrasekhar, Colega de Parker en la Universidad de Chicago. A Chandrasekhar tampoco le gustó la idea, pero el futuro premio Nobel no pudo encontrar nada malo en las matemáticas de Parker, por lo que anuló a los revisores y publicó el artículo.

Solo tres años después, cuando una nave espacial de la NASA llamada Mariner II tomó lecturas en su viaje a Venus en 1962, los resultados fueron inequívocos. "Estaba el viento solar, soplando 24/7, "Dijo Parker.

¿Cómo nos afecta el viento solar?

El gran descubrimiento reformó nuestra imagen del espacio y el sistema solar. Los científicos llegaron a comprender que el viento solar no solo pasa por la Tierra, pero en todo el sistema solar y más allá. También nos protege y nos amenaza.

"El viento solar cubre magnéticamente el sistema solar, proteger la vida en la Tierra de partículas de energía aún mayor que provienen de otras partes de la galaxia, ", explicó Angela Olinto, astrofísica de UChicago. Pero también afecta las sofisticadas comunicaciones por satélite que tenemos hoy". Por lo tanto, comprender la estructura y la dinámica precisas y la evolución del viento solar es crucial para la civilización en su conjunto ".

Normalmente, El campo magnético de la Tierra nos protege de la mayoría de estas partículas. Pero a veces, el sol "eructa, "arrojar mil millones de toneladas de material al espacio volando a varios miles de kilómetros por segundo. Se denominan eyecciones de masa coronal, y si una grande golpea la Tierra, la onda de choque podría causar caos y dañar nuestros sistemas de comunicación. "Puede hacer que el campo magnético que rodea la Tierra suene como una campana golpeada, "dijo el profesor Justin Kasper, un alumno de UChicago ahora físico en la Universidad de Michigan. Tal escenario generaría todo tipo de perturbaciones:la aeronave perdería la comunicación por radio, El GPS se desviaría hasta millas, y banca, las comunicaciones y los sistemas electrónicos podrían quedar inutilizados.

Esto ha sucedido antes:en 1859, una erupción solar gigante conocida como el Evento Carrington cerró los sistemas eléctricos y de telégrafo durante días. La aurora boreal era tan fuerte que la gente informó que podía leer un periódico a su luz incluso a la una de la madrugada. "Había un esplendor espantoso sobre el horizonte del Norte, de donde brotaron fantásticas agujas de luz, y un resplandor rosado extendido, como vapor teñido de fuego, al cenit, ", escribió el Cincinnati Daily Commercial.

Pero en 1859, no dependíamos tanto de la electrónica como hoy. Un estudio de 2013 realizado por Lloyd's of London estimó que una tormenta similar que azote la Tierra hoy podría causar hasta $ 2.6 billones en daños solo en los Estados Unidos. y provocaría apagones generalizados y daños a las redes eléctricas.

Hay algunas precauciones que podríamos tomar si tuviéramos un aviso previo, por eso los ingenieros quieren saber cuándo se aproxima una tormenta solar. Afortunadamente, Varias naves espaciales que orbitan alrededor del sol toman fotografías y las envían de regreso a la Tierra para que la NASA pueda monitorear las erupciones. (Puede ver las condiciones climáticas actuales del espacio aquí). Pero analizar estas imágenes aún requiere que una erupción aparezca primero en la superficie del sol, que solo proporciona minutos u horas de advertencia. A partir de ahora, todavía no hay forma de predecir tales erupciones antes de que sucedan.

Una mejor comprensión del viento solar también influye en otra empresa humana:los viajes espaciales. Algunas partículas de viento solar son extremadamente energéticas, y podría hacer pequeños agujeros a través de importantes equipos de naves espaciales, sin mencionar los cuerpos humanos. Para proteger a los astronautas, La NASA necesita comprender los componentes, características, y frecuencias de tales partículas, así como cómo pronosticar el clima espacial con anticipación para viajes seguros.

¿Qué misterios quedan sobre el viento solar?

Uno de los mayores problemas que enfrentan los pronosticadores del clima espacial es que todavía no sabemos por qué la atmósfera del sol es mucho más caliente que la superficie.

En todos los días de la vida, esperaría que la temperatura disminuya constantemente a medida que se aleja de una fuente de calor, como apartar la mano del fuego. Pero eso no es lo que pasa con el sol. En este caso, el calor proviene de la fusión que ocurre en el núcleo del sol, que se enfría gradualmente a 6, 000 grados Fahrenheit en la superficie, luego se dispara nuevamente a millones de grados en la corona.

Se han propuesto muchas teorías. Los científicos saben que toda la superficie del sol se agita y hace erupción constantemente; tal vez haya "nanoflares" más pequeñas (cada una de las cuales todavía contiene la energía de una bomba de hidrógeno de 10 megatones) en erupción constante por toda la superficie del sol y que transportan calor a la atmósfera. También hay campos magnéticos que interactúan en la superficie del sol; es posible que estos campos magnéticos se golpeen entre sí con una fuerza explosiva miles de millones de veces por segundo, "cancelando" entre sí, pero calentando la atmósfera en el proceso.

Las preguntas que a los científicos les gustaría responder incluyen:

• ¿Por qué la corona es mucho más caliente que la superficie del sol? ¿Cómo acelera el viento solar alejándose del sol?
• ¿Qué tan rápido se mueven las partículas? ¿Y qué tan calientes se están poniendo?
• ¿Los campos magnéticos calientan las partículas? ¿O hay ondas mecánicas provenientes de la superficie del sol? (¿o ambos?)

Una comprensión más profunda de estos procesos podría ayudar a pronosticar el clima espacial que afecta la vida en la Tierra, revelar más sobre las condiciones a las que se enfrentarían los astronautas en órbita sobre nuestro mundo y viajando a largas distancias, e incluso proporcionar pistas sobre qué tipos de actividad estelar podrían favorecer la habitabilidad en planetas distantes.

Pero para obtener respuestas necesitamos acercarnos al sol mismo.

¿Qué es la sonda Parker de la NASA?

Los científicos han estado ansiosos por una misión al sol desde que los viajes espaciales se hicieron posibles por primera vez. El sol no solo es vital para la vida en la Tierra, también es, con mucho, la estrella más cercana que podemos estudiar. Pero las temperaturas extremas significaron que los científicos debían esperar el desarrollo de tecnología que pudiera proteger a la nave espacial del intenso calor y la radiación del sol.

En 2018, este sueño finalmente se hizo realidad. La sonda solar Parker de la NASA, llamada así por Eugene Parker en honor a su investigación pionera, comenzó un viaje de siete años hacia la corona del sol abrasadoramente caliente el 12 de agosto. 2018. La sonda es el objeto de movimiento más rápido construido por humanos, viajando a más de 150, 000 millas por hora. Es tan rápido que ya ha hecho varios viajes alrededor del sol.

El escudo térmico de la sonda, hecho de poco menos de cinco pulgadas de un compuesto de carbono de última generación, mantiene los delicados instrumentos de la nave a una temperatura fresca de 85 grados Fahrenheit, incluso cuando la corona se enfurece a las 3, 000, 000 grados afuera. (Excepto por un instrumento especialmente resistente, construido por el ex alumno de UChicago Justin Kasper, que se asoma por el borde de la nave para recoger las partículas del viento solar).

La sonda ya ha enviado enormes cantidades de datos a la Tierra, lo que condujo a descubrimientos como extraños "retrocesos" en el viento solar.

Parker, luego 91, voló a Cabo Cañaveral con su familia para ver el lanzamiento de la nave espacial de la NASA.

"Se ha invertido mucho en este lanzamiento, y luego ver cómo todo desaparece lentamente, desapareciendo en el cielo nocturno, sabiendo que nunca volverá, fue una experiencia conmovedora, ", Dijo Parker." Rara vez tienes una misión espacial que no presenta lo inesperado, y en realidad se volverá más emocionante a medida que la misión avance y cruce a regiones en las que nunca antes habían estado naves espaciales. Es fascinante cada paso del camino ".