Ya estaba ahí, hace más de 4 mil millones de años, mucho antes de que tuviéramos consciencia. Ahí estaba y se calcula que le quedan al menos otros 5 mil millones de años antes de que se convierta en un gigante rojo y se enfríe poco a poco.
Los griegos veían en él al titan Helios, una deidad coronada por la aureola del sol que cada día, proveniente del este, conducía una carroza por el firmamento. Desde las antiguas culturas que nos antecedieron y sobre todo desde el renacimiento, el conocimiento de del sistema solar ha avanzado a grandes pasos. Lo que perdura de los antiguos griegos en nuestro lenguaje son términos como heliocentrísmo, heliosfera, heliopausa, heliosismografía.
Hoy sabemos que el Sol tiene manchas en la superficie que aparecen y desaparecen en diferentes intervalos. Para documentarlas, surgió una técnica en la que se dibujan las manchas solares sobre papel. Después de que se inventara el telescopio en el siglo XVII, personas dedicadas a la ciencia comenzaron a hacer observaciones constantes de las manchas solares. En la actualidad, las y los investigadores siguen utilizando esa misma técnica ya que mantiene la documentación y el registro de manchas solares constante. Estos estudios ayudaron a descubrir los ciclos solares.
Con el paso del tiempo nuestros instrumentos para medir el Sol fueron mejorando. Además de los telescopios en la Tierra, hay telescopios a bordo de sondas en el espacio que se dedican a analizar los cuerpos celestes. Actualmente existen cuatro misiones girando alrededor de la órbita solar que se dedican a recabar información sobre nuestra estrella.
Pero, ¿qué es el Sol? Sabemos que es una bola gigante de gas que consiste en un 92.1 por ciento de hidrógeno y en un 7.8 por ciento de helio. Una de sus características más peculiares es su exhorbitante masa, la cual representa el 99.8 por ciento del total de la masa en el sistema solar. Desde los planetas más grandes hasta las partículas más pequeñas: su gravedad mantiene a todo el sistema solar junto.
„El sol es una estrella, un reactor de fusión y el gran problema es que tiene turbulencia; no está ahí con calma ardiendo al mismo ritmo, sino entre otras cosas porque es gigante, en cuanto una parte del plasma se mueve dentro del Sol empieza a generar campos magnéticos. Todo el gas está en un estado de carga eléctrica y el movimiento de las cargas eléctricas rápidamente produce campos magnéticos. Inicialmente todo lo que se llama la heliosfera, la simple rotación del sol, es tan gigante que produce un campo magnético que abarca todo el sistema solar“, nos explica Pablo Gutiérrez-Marqués del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar. Pablo es ingeniero en aeronáutica e informática y actualmente forma parte del equipo de la misión Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Hay algunos factores clave que hacen el estudio del Sol interesante y al mismo tiempo desafiante: su temperatura variable, el inmenso campo magnético que crea y las partículas que emana.
¿Cómo se crean los campos magnéticos del Sol?
Los campos magnéticos ocurren en todas partes: en el momento en el que una carga eléctrica se mueve genera un campo magnético. El gas caliente dentro del Sol tiene cargas eléctricas y cuando la gran masa de gas caliente que es el Sol rota, genera automáticamente un campo magnético. No es diferente al campo magnético que genera el propio núcleo de la Tierra – al rotar también genera un campo magnético que es el que nosotros captamos con una brújula.
Más allá de su imponente masa y tamaño, los científicos apenas comienzan a descubrir que tan relacionada está la actividad solar con todos los cuerpos en el espacio: hoy sabemos que la heliosfera llega hasta una distancia de 100 unidades astronómicas (AU), lo cual corresponde aproximadamente a la distancia del Sol hasta Plutón y dos veces más. Hasta esta distancia, el campo magnético del Sol, empujado por el viento solar, es capaz de desviar el plasma y la radiación del espacio interestelar. Aquí, el campo magnético del Sol se debilita y disminuye: a esto se le conoce como la heliopausa.
Nuestra estrella principal también genera un campo magnético que se extiende a lo largo y ancho del sistema solar.
La heliosfera es la inmensa burbuja magnética que rodea al Sol, por la que se extiende el viento solar y a través de la cual el Sol ejerce una influencia magnética. (Zhao et al, 2010).
¿Qué es el viento solar?
„El viento solar es un flujo de partículas con cargas eléctricas positivas (iones) y negativas (electrones), expulsadas de la capa más externa del Sol, llamada corona solar. Es un plasma, un gas muy caliente e ionizado que se mueve por el medio interplanetario y se relaciona con los campos magnéticos de los planetas“, explica Xóchitl Blanco Cano, investigadora del Departamento de Ciencias Espaciales del Instituto de Geofísica (IGf) de la UNAM.
Si hay viento solar, quiere decir que ¿también existe algo como un clima espacial?
En términos generales, el clima espacial se refiere al viento solar: “incluso sin erupciones el sol emite partículas de forma constante”, comenta Pablo y hace una analogía del Sol con una cazuela que emite cierto calor y además vapor: “entonces igual que una cazuela emite vapor, el Sol además de la luz que nos llega, emite otra serie de partículas de forma constante“.
“Aunque el Sol es muy fiable y está constantemente brillando, a veces produce erupciones o emisiones solares. Estas erupciones emiten partículas de alta energía que viajan a través del espacio. A veces pueden emitirlas en dirección a la Tierra. El problema es que estas partículas pueden afectar a los sistemas eléctricos en la tierra, tanto en el suelo como a los satélites“. Esto puede sonar trivial, pero en un mundo cada vez más automatizado y dependiente de sistemas electrónicos y de telecomunicación, una falla electrónica masiva podría tener serias consecuencias en la logística y la vida en las ciudades. Por ello es importante tratar de predecir estas erupciones con antelación, agrega Pablo en torno a la importancia de monitorear el Sol.
Llamaradas y erupciones solares
Los ciclos de convección, osea el movimiento del plasma en la superficie del Sol, produce campos magnéticos más pequeños que el campo magnético del Sol, pero lo suficientemente grandes para producir irregularidades en forma de manchas solares.
En la superficie del Sol se produce una especie de filamento, aro o tubo magnético por el cual puede fluir gas caliente a unas velocidades sorprendentemente altas. Hay veces que el arco simplemente colapsa creando una simple llamarada. En ocasiones el arco crece y explota produciendo la emisión de materia, que es lo que se conoce como erucpión solar.
Pero, a parte de poder dañar los sistemas eléctricos, ¿que repercusiones tiene el viento solar sobre los seres vivos en la tierra y sobre nosotros? Afortunadamente tenemos un campo magnético terrestre que nos protege hasta cierto punto. „En la mayor parte de la Tierra el campo magnético nos protege y no nos alcanza. Sino probablemente no habría vida en la Tierra, porque estas radiaciones tienen la capacidad de afectar a las células, el ADN.“ agrega Gutiérrez-Marqués. Este es también uno de los problemas que enfrentan los ingenieros y científicos en torno a la misión a Marte. Sin la protección adecuada, los astronautas estarían sometidos a este tipo de radiación, de la que se puede proteger estando dentro de la nave, pero estando expuestos en un planeta sin atmósfera o campo magnético sube los riesgos para la salud. „Ese mismo efecto es el que hace que los asistentes de vuelo tengan un límite de trabajo al año y es que viajar en avión los expones a una cantidad considerablemente más alta de radiación que estar en la superficie de la Tierra; como tienes menos atmósfera y menos campo magnético especialmente cruzando el polo, pues los pilotos y los asistentes de vuelo están sometidos a más radiación“, continua Gutiérrez-Marqués. A esto se le llama radiación ionizante, lo cual si bien con mucho menos intensidad, es comparable a la radiación que puede haber en un reactor nuclear o en un aparato de rayos X, por lo que Gutiérrez-Marqués recomienda tomárselo en pequeñas dosis.
En resumen, la mayoría de las partículas emitidas por el Sol, son arrastradas por los campos magnéticos hasta los polos; ahí se producen las auroras australes ó boreales: los colores verdes, ambar y azules emanan de la interacción entre las partículas que emite el Sol con las capas altas de la atmósfera terrestre – la energía de las partículas hace que el gas atmosférico se ionice.
Así que, pase lo que pase en la Tierra, el Sol seguirá emitiendo partículas y protegiendo nuestro sistema solar de la radiación interestelar. El nexo entre el Sol y nuestro planeta influye en las estaciones, las corrientes oceánicas, el tiempo, el clima, las auroras boreales y australes, entre otras. A pesar de ser especial para nosotros, hay miles de millones de estrellas como nuestro sol distribuidas a lo largo y ancho de la Vía Láctea. Que no hayamos encontrado señales de vida hasta la fecha, hace de la vida en nuestro planeta una coincidencia con un porcentaje mínimo de suceder. Por ello vale la pena cuidar esta hermosa coincidencia. Este artículo abre una serie: A través de entrevistas y conocimiento científico de primera mano, viajaremos a través de nuestro sistema solar, comenzando desde el centro.
Referencias:
Zhao, X.P., Hoeksema, J.T. The Magnetic Field at the Inner Boundary of the Heliosphere Around Solar Minimum. Sol Phys 266, 379–390 (2010).
Entrevista con Pablo Gutiérrez-Marqués del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (2021).
Entrevista con Earl Bellinger y Saskia Hekker del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (2018).
Boletín UNAM-DGCS-573, Investigan viento solar para saber más sobre el Universo: https://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2020_573.html
Solar System, NASA, 2021
