Un gran avance en la comprensión de cómo los rayos cósmicos de las supernovas pueden influir en la cubierta de nubes de la Tierra y, por lo tanto, su clima se publica hoy en la revista. Comunicaciones de la naturaleza . El estudio revela que los iones atmosféricos, producido por rayos cósmicos energéticos que caen a través de la atmósfera, ayudan al crecimiento y la formación de núcleos de condensación de nubes, las semillas necesarias para formar nubes en la atmósfera.

Cuando cambia la ionización en la atmósfera, el número de núcleos de condensación de nubes cambia, afectando las propiedades de las nubes. Más núcleos de condensación de nubes significan más nubes y un clima más frío, y viceversa. Dado que las nubes son esenciales para la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la Tierra, las implicaciones son importantes para la comprensión de la variación climática pasada y también para los cambios climáticos futuros.

Los núcleos de condensación de las nubes pueden formarse mediante el crecimiento de pequeños grupos moleculares llamados aerosoles. Hasta ahora se suponía que pequeños aerosoles adicionales no se convertirían en núcleos de condensación de nubes, ya que no se conocía ningún mecanismo para lograr esto. Los nuevos resultados revelan, tanto teórica como experimentalmente, cómo las interacciones entre iones y aerosoles pueden acelerar el crecimiento agregando material a los aerosoles pequeños, y así ayudarlos a sobrevivir para convertirse en núcleos de condensación de nubes. Proporciona una base física a la gran cantidad de evidencia empírica que muestra que la actividad solar juega un papel en las variaciones del clima de la Tierra. Por ejemplo, el Período Cálido Medieval alrededor del año 1000 d. C. y el período frío en la Pequeña Edad de Hielo 1300-1900 d. C. ambos encajan con cambios en la actividad solar.

"Finalmente, tenemos la última pieza del rompecabezas que explica cómo las partículas del espacio afectan el clima en la Tierra. Proporciona una comprensión de cómo los cambios causados ​​por la actividad solar o por la actividad de una supernova pueden cambiar el clima, "dice Henrik Svensmark, de DTU Space en la Universidad Técnica de Dinamarca, autor principal del estudio.

La nueva idea fundamental en el estudio es incluir una contribución al crecimiento de aerosoles por la masa de los iones. Aunque los iones no son los componentes más numerosos de la atmósfera, las interacciones electromagnéticas entre iones y aerosoles compensan la escasez y hacen que la fusión entre iones y aerosoles sea mucho más probable. Incluso a bajos niveles de ionización, aproximadamente el 5 por ciento de la tasa de crecimiento de los aerosoles se debe a los iones. En el caso de una supernova cercana, el efecto puede ser más del 50 por ciento de la tasa de crecimiento, lo que tendrá un impacto en las nubes y la temperatura de la Tierra.

Para lograr los resultados, Se formuló una descripción teórica de las interacciones entre iones y aerosoles junto con una expresión para la tasa de crecimiento de los aerosoles. Luego, las ideas se probaron experimentalmente en una gran cámara de niebla. Debido a las limitaciones experimentales causadas por la presencia de paredes de la cámara, el cambio en la tasa de crecimiento que tuvo que medirse fue del orden del 1 por ciento, lo que plantea una gran demanda de estabilidad durante los experimentos, que se repitieron hasta 100 veces para obtener una buena señal en relación con fluctuaciones no deseadas. Los datos se tomaron durante un período de dos años con un total de 3100 horas de muestreo de datos. Los resultados de los experimentos coincidieron con las predicciones teóricas.

• Rayos cósmicos, partículas de alta energía que caen de estrellas explotadas, eliminar electrones de las moléculas de aire. Esto produce iones, Moléculas positivas y negativas en la atmósfera.
• Los iones ayudan a que los aerosoles, grupos de principalmente ácido sulfúrico y moléculas de agua, se formen y se vuelvan estables frente a la evaporación. Este proceso se llama nucleación. Los pequeños aerosoles necesitan crecer casi un millón de veces en masa para tener un efecto en las nubes.
• La segunda función de los iones es que aceleran el crecimiento de los pequeños aerosoles en núcleos de condensación de nubes, semillas en las que se forman gotas de agua líquida para formar nubes. Cuantos más iones, cuantos más aerosoles se conviertan en núcleos de condensación de nubes.
• Las nubes bajas hechas con gotas de agua líquida enfrían la superficie de la Tierra.
• Las variaciones en la actividad magnética del sol alteran la afluencia de rayos cósmicos a la Tierra.
• Cuando el sol está dormido, magnéticamente hablando, hay más rayos cósmicos y más nubes bajas, y el mundo es más fresco.
• Cuando el sol está activo, menos rayos cósmicos llegan a la Tierra y, con menos nubes bajas, el planeta se calienta.

Las implicaciones del estudio sugieren que el mecanismo podría haber afectado:

• Los cambios climáticos observados durante el siglo XX
• Los enfriamientos y calentamientos de alrededor de 2 ° C que se han producido repetidamente durante los últimos 10, 000 años, ya que la actividad del sol y la afluencia de rayos cósmicos han variado.
• Las variaciones mucho mayores de hasta 10 ° C que ocurren cuando el sol y la Tierra viajan a través de la galaxia, visitando regiones con un número variable de estrellas en explosión.