Descubren dos tipos distintos de 'bombardeos' de partículas solares contra la Tierra

Por eso, tratar de comprender al Sol, de anticiparnos a su furia, se ha convertido en una auténtica prioridad para el mundo. Decenas de telescopios terrestres y misiones espaciales se afanan por conseguir un conocimiento que, en su momento, podría salvarnos la vida. Instrumentos cada vez más sofisticados y precisos vigilan en todo momento al 'coloso en llamas', estudian sus reacciones, sus ciclos, sus movimientos, sus 'latidos'. Y en ese escenario, la misión Solar Orbiter, de la Agencia Espacial Europea (ESA), juega un papel protagonista. No en vano se trata de la nave que más se ha acercado al Sol hasta ahora, hasta casi 'tocar' su corona, para tratar de resolver uno de los mayores enigmas de la física solar.

Diseñada en colaboración por la ESA y la NASA, la misión Solar Orbiter fue lanzada en febrero de 2020 con el audaz objetivo de estudiar al Sol de cerca y con un detalle sin precedentes, Para lo cual sigue una órbita elíptica que la lleva, periódicamente, a situarse apenas a 42 millones de km del astro rey, casi la quinta parte de la distancia que lo separa de la Tierra.

Y ahora, en un nuevo e importante paso hacia sus objetivos, los instrumentos de la nave han conseguido, tras observar más de trescientos eventos solares, dividir la avalancha de partículas energéticas lanzadas al espacio por el Sol en dos grupos, y rastrear cada uno de ellos hasta un tipo diferente de estallido de nuestra estrella. El trabajo se acaba de publicar en 'Astronomy and Astrophysics'.

Como sabemos, el Sol es el acelerador de partículas más poderoso del Sistema Solar. Y lanza continuamente al espacio oleadas de electrones casi a la velocidad de la luz, designados como 'Solar Energetic Electrons' (SEE). Pero no todos ellos son iguales, y ahora los investigadores han conseguido separarlos en dos grupos con historias muy distintas.

El primero de esos grupos está relacionado con intensas erupciones solares (explosiones de parches relativamente pequeños en la superficie del Sol), y el segundo con erupciones más grandes de plasma que suceden en la atmósfera solar y que se conocen como 'eyecciones de masa coronal' (CME).

Alexander Warmuth, del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, en Alemania, y uno de los autores del artículo, explica que «vemos una clara división entre eventos de partículas 'impulsivas', donde estos electrones energéticos se alejan de la superficie del Sol en ráfagas a través de erupciones solares, y los 'graduales' asociados con CME más extendidas, que liberan una oleada más amplia de partículas durante períodos de tiempo más largos».

La distinción no es una simple clasificación teórica, sino una herramienta fundamental para comprender la dinámica solar. Las partículas energéticas de las eyecciones de masa coronal, por ejemplo, son las más peligrosas para nuestras infraestructuras, ya que tienden a contener más partículas de alta energía que las fulguraciones de la superficie y pueden causar, por tanto, un daño mucho mayor.

De este modo, y al ser capaces de distinguir el tipo de evento del que proceden las partículas, los científicos podrán a partir de ahora evaluar el riesgo con una precisión sin precedentes. No es lo mismo recibir una simple ráfaga de electrones de una fulguración que ser golpeado por la onda de plasma de una CME. El avance permitirá a los expertos emitir alertas más precisas para proteger nuestra tecnología.

Durante su estudio, los investigadores detectaron los electrones solares a diferentes distancias del Sol. Y eso les permitió estudiar cómo se comportan estas partículas a medida que viajan a través del Sistema Solar. Lo cual, a su vez, les permitió responder a una vieja pregunta. Y es que cuando se detecta una llamarada, o una CME, a menudo hay un retraso entre lo que los científicos ven que está ocurriendo en el Sol y la liberación de electrones energéticos al espacio. En casos extremos, las partículas parecen tardar horas en escapar. ¿Por qué?

Lo explica con claridad Laura Rodríguez-García, investigadora de la ESA y coautora del estudio: «resulta que esto está relacionado, al menos en parte, con la forma en que los electrones viajan por el espacio: podría ser un retraso en la liberación, pero también un retraso en la detección. Los electrones encuentran turbulencias, se dispersan en diferentes direcciones, etc., por lo que no los detectamos de inmediato. Estos efectos se acumulan a medida que te alejas del Sol».

El espacio entre el Sol y los planetas, en efecto, no es un vacío estático; es una 'autopista' turbulenta, por la que circula un río constante de partículas cargadas, el viento solar, que fluye desde la corona y que arrastra consigo el campo magnético de nuestra estrella. Ese viento y su magnetismo actúan como una fuerza caótica sobre las partículas liberadas por las fulguraciones y CMEs .

Es decir, las partículas no viajan en línea recta, sino que son confinadas, dispersadas y perturbadas por

esas 'turbulencias' magnéticas. Y los efectos, como explica la investigadora, se acumulan a medida que uno se aleja del Sol, lo que explica por qué el retraso era más difícil de entender en misiones más lejanas. Al estar tan cerca del Sol, la Solar Orbiter pudo observar las partículas antes de que las turbulencias magnéticas las dispersaran, lo que redunda en una mejor comprensión del clima espacial y en la exactitud de los pronósticos.

«Un conocimiento como este -explica Daniel Müller, científico del proyecto de la ESA para Solar Orbiter- ayudará a proteger otras naves espaciales en el futuro, al permitirnos comprender mejor las partículas energéticas del Sol que amenazan a nuestros astronautas y satélites».

El hallazgo de los científicos de la ESA es importante, pero no suficiente. Aún queda mucho por aprender, y ya están en marcha las misiones que tomarán el relevo de las actuales durante los próximos años. La misión europea Vigil, por ejemplo, será pionera en un enfoque revolucionario, ya que por primera vez observará al Sol 'de lado'. Desde su posición estratégica, (el punto de Lagrange L5, un lugar gravitacionalmente estable ubicado a 60 grados detrás de la Tierra) Vigil será capaz, a partir de 2031, de detectar eventos solares potencialmente peligrosos antes de que puedan verse desde la Tierra, lo que nos dará valiosas pistas sobre su velocidad, dirección y posibilidad de impacto.

Nuestra comprensión de cómo responde nuestro planeta a las tormentas solares también se investigará más a fondo con el lanzamiento de la misión Smile, también de la ESA, el próximo año. En esta ocasión, la nave estudiará cómo la Tierra soporta tanto el 'viento' constante como las ráfagas esporádicas de partículas lanzadas desde el Sol, explorando cómo interactúan con el campo magnético terrestre, el escudo natural de nuestro planeta.