El Sol
Actividad solar
La mayor parte de la fotosfera solar tiene una intensidad de campo magnético de unos pocos gauss, mientras que las regiones activas que se forman alrededor de las manchas solares pueden tener campos magnéticos de unos pocos miles de gauss.
Entre las partículas emitidas por el Sol están las partículas energéticas solares o SEP (por sus iniciales en inglés). Son partículas cargadas de alta energía, mayoritariamente electrones y protones, aceleradas en el propio Sol, junto con las erupciones solares, o en el espacio, por ejemplo, al frente de una eyección de masa coronal de rápido movimiento. Como los SEP son partículas cargadas, su movimiento por el espacio está guiado por campos magnéticos.
Cuando crece la presión del viento solar se comprime magnetósfera. El campo magnético del viento solar interactúa con el campo magnético de la Tierra y transfiere la energía a la magnetosfera. Estas interacciones aumentan el movimiento del plasma a través de la magnetósfera incrementándose la corriente eléctrica en la magnetosfera e ionosfera. La presión del viento solar sobre la magnetosfera depende de la actividad solar.
Las perturbaciones temporales de la magnetósfera terrestre, provocadas por una onda de choque de viento solar o por una eyección de masa coronal (CME) es lo que se conoce como tormentas solares o tormentas geomagnéticas.
Los SEP pueden representar un peligro de radiación para los astronautas y la electrónica en el espacio, y sus efectos en la atmósfera de la Tierra pueden dificultar las comunicaciones de radio de alta frecuencia como el GPS.
Las erupciones solares se clasifican en función del flujo máximo en vatios por metro cuadrado (W/m²) de rayos X blandos con longitudes de onda de 0,1 a 0,8 nanómetros (1 a 8 ångströms). Estos valores son obtenidos por las mediciones de los satélites GOES (siglas en inglés de «satélite geoestacionario operacional ambiental»). Esta clasificación usa las letras A, B, C, M y X según el citado flujo, siendo A el flujo menos intenso (menor a 10-7) y X el mayor (superior a 10-4). El resto van en escala proporcional (por ejemplo, B está entre 10-7 y 10-6, C entre 10-6 y 10-5, y M entre 10-5 y 10-4).
Dentro de cada categoría, hay unos subniveles que se representan por sufijos numéricos que van del 1 al 9. Cada número representa el doble de flujo que el número anterior. por ejemplo, M3 significa que la llamarada tiene el doble de intensidad que una M2 y es tres veces más potente que una M1. En el caso de las erupciones tipo X, si el máximo del flujo supera los 10-3 W/m² pueden indicarse con un sufijo numérico igual o mayor que 9.
Las llamaradas de clase C y menores son demasiado débiles como para afectar de forma relevamte a la Tierra. Las de clase M pueden causar breves cortes de señal de radio en los polos y pequeñas tormentas de radiación que podrían poner en peligro a los astronautas. Las mayores (clase X) sí pueden tener consecuencias graves a nivel global ya que, si una llamarada fuerte de clase X se dirigen a la Tierra, las erupciones y las eyecciones de masa coronal asociadas pueden crear tormentas de radiación de larga duración que pueden dañar satélites, sistemas de comunicaciones e incluso tecnologías terrestres y redes eléctricas. Por ejemplo, Las erupciones de clase X del 5 y 6 de diciembre de 2006, por ejemplo, desencadenaron una eyección de masa coronal que interfirió con las señales GPS que se enviaban a los receptores terrestres.
la mayores llamaradas de clase X son, con diferencia, las mayores explosiones del sistema solar. Cuando los campos magnéticos del Sol se cruzan y se reconectan, se forman bucles de decenas de veces el tamaño de la Tierra que saltan de la superficie del Sol. En los eventos más grandes, este proceso de reconexión puede producir tanta energía como mil millones de bombas de hidrógeno.
Dos de las fulguraciones GOES más grandes fueron los eventos X20 (2 mW/m²) registrados el 16 de agosto de 1989 y el 2 de abril de 2001. Sin embargo, el 4 de noviembre de 2003 se produjo la erupción de rayos X más potente jamás registrada. Al principio se la clasificó como una X28 (2,8 mW/m²), pero los detectores de GOES quedaron saturados y dejaron de funcionar a partir de ese valor, por lo que se considera, teniendo en cuenta la influencia ejercida sobre la atmósfera terrestre, que realmente estuvo entre X40 (4,0 mW/m²) y X45 (4,5 mW/m²).
Según rastros detectados en el hielo de Groenlandia en forma de nitratos y Berilio-10, la llamarada más poderosa de los últimos 500 años se produjo en septiembre de 1859. Fue bautizada con el nombre de evento Carrington (en honor al astrónomo inglés Richard Carrington, que fue el primero en observarla). Se detectó gracias a un pico registrado en el magnetómetro del Real Jardín Botánico de Kew y a una tormenta geomagnética detectada al día siguiente. Esta tormenta solar provocó el fallo de los sistemas de telégrafo en toda Europa y América del Norte así como la aparición de auroras boreales en zonas de latitud media, como en Madrid o Roma, a 40 y 41 grados en el hemisferio norte, o en Santiago de Chile y Concepción, a 33 y 36 grados en el hemisferio sur, e incluso en zonas de baja latitud, como La Habana, Hawái, etc. También en el hielo de Groenlandia y la Antártida se han hallado isótopos que sugieren que hace unos 9.000 años se produja una tormenta solar colosal. Lo curiosos de esta tormenta es que se produjo en el periodo de mínima actividad solar, lo que da a entender que el Sol no es tan predecible como parecía.
En promedio, las erupciones solares de magnitud X ocurren unas 10 veces al año y son más comunes durante el máximo solar, aunque también se dan durante su periodo de actividad mínima.
La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) es una agencia científica de Estados Unidos que monitorea las condiciones oceánicas y atmosféricas, emitiendo advertencias sonre los posbles peligros en función de los datos registrados. Entre ellos están las citadas tormentas. Trabaja en coordinación con el Centro de Predicción del Clima Espacial (SWPC), uno de los nueve Centros Nacionales de Predicción Ambiental (NCEP) de Estados Unidos, el cual monitorea y pronostica, en tiempo real, eventos solares y geofísicos, realiza investigaciones en heliofísica y desarrolla técnicas para pronosticar la energía solar y perturbaciones geofísicas.
Para mejorar la forma de transmitir al público general las condiciones del clima espacial y sus posibles efectos, la NOAA diseñó un sistema de graduación, semejante a los usados en seísmos, huracanes,etc. Estas escalas escalas meteorológicas espaciales de la NOAA indican la intensidad del fenómeno y sus consecuencias.
En este PDF (la primera página traducida y la segunda la original) se pueden ver estas escalas en tormentas geomagnéticas, tormentas de radiación solar y apagones de radio. Se identifican con una letra (G, S y R, respectivamente) acompañada de un número del 1 al 5 (de menor a mayo gravedad).
Cada 11 años los polos magnéticos del Sol se invierten; es el llamado ciclo solar. Este cambio afecta a la Tierra, ya que antes de la inversión la actividad solar alcanza su máximo, aumentando la cantidad de erupciones con los efectos comentados anteriormente.
La temperatura del Sol disminuye gradualmente desde el centro (15 MK) a la periferia (6 kK en la fotosfera), los fotones tienden a desplazarse en este sentido (hacia afuera), sin embargo deben avanzar por un medio ionizado tremendamente denso siendo absorbidos y reemitidos infinidad de veces en su camino. Se calcula que un fotón cualquiera puede tardar un millón de años en alcanzar la superficie y manifestarse como luz visible. En concreto, tarda de 10.000 a 170.000 años en llegar desde el núcleo hasta la parte superior de la zona de convección.