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Los albores de la década del Sol

Seguramente la década que comenzamos va a ser recordada De La misma manera que una de las más fructíferas y apasionantes en la historia del estudio científico del Sol. Y eso es mucho decir, teniendo presente que similar afirmación abarca los tiempos de Galileo Galilei o bien que se remonta hacia la antigüedad hasta los registros chinos de manchas solares. Y es que en esta década vamos a ser testigos de la conjunción de cuatro grandes proyectos para observar el Sol De exactamente la misma forma que nunca se ha hecho Antes. Se trata de las misiones espaciales Parker Solar Probe y Solar Orbiter, y de los grandes telescopios DKIST y EST. Dos proyectos estadounidenses y dos europeos que coincidirán en esta década. ¿Por qué tanto interés por el Sol?
¿Por qué tanto interés ahora por estudiar el Sol? Hay una respuesta directa y otras más sutiles. La directa es que nos hemos convertido en una sociedad tecnológica y cada vez dependemos más de dispositivos e infraestructuras que son vulnerables a la actividad violenta del Sol. El viento solar emana continuamente Desde su superficie, trayendo un flujo de protones y partículas cargadas eléctricamente que golpean el escudo magnético protector de nuestro planeta. Este viento de plasma no sopla Siempre y en todo momento parecido. En oportunidades es una brisa suave Pero otras llega en fuertes chorros de partículas expulsados a borbotones por huecos en el campo magnético solar. a su vez, una serie de fenómenos de actividad se manifiestan en manera de potentes erupciones en las que se libera la energía equivalente a millones de bombas atómicas. Estas erupciones pueden proyectar plasma solar al espacio interplanetario, las conocidas Tal y como «eyecciones de masa coronal», que viajan a miles de kilómetros por 2do y ocasionalmente impactan acerca de nuestro mundo. El Sol está pasando por períodos de mayor y menor actividad en un ciclo que dura aproximadamente once años. Ahora mismo nos encontramos saliendo del último mínimo y comenzando la subida del llamado «ciclo 25». Por eso, A lo largo de los cercanos años la actividad solar va a ir en desenvolvimiento hasta llegar a su máximo tal vez entre 2024 y 2026. El peligro de las tormentas solares
Estos fenómenos de actividad, que a menudo se denominan genéricamente De exactamente la misma manera que «tormentas solares», representan un grave riesgo para nuestra tecnología. Los satélites están fuera de la protección que nos ofrecen la magnetosfera y la atmosfera terrestre y podrían quedar inoperativos A lo largo de acontecimientos extremos de meteorología espacial. Una tormenta solar de grandes proporciones puede dañar la infraestructura eléctrica generando grandes apagones, De la misma forma que hemos visto A lo largo de las últimas décadas. La tormenta solar más potente registrada en tiempos históricos se dirigió el conocido Del mismo modo que «evento Carrington», en el horario en 1859 la Tierra viajó impactada por una sucesión de eyecciones de masa coronal. Desde luego no hemos vuelto a padecer una situación idéntico No obstante sí sabemos que han sucedido Antes. Por poner un ejemplo, el registro isotópico indica a que se generó una sensiblemente más potente que el incidente Carrington en el año 774, seguramente la que dio origen a las crónicas del«crucifijo rojo» en los cielos de Inglaterra. De la misma forma hay constancia de otra en el 993. En 2012, la sonda de la NASA Stereo A se dirigió impactada por una eyección de masa coronal que hubiera provocado algo parecido al evento Carrington de haber llegado a la Tierra. Por suerte, ese proyectil no venía dirigido en nuestra dirección. No tenemos ni idea de qué influencia tendría un suceso Así en nuestro planeta vigente. Los pocos e inciertos estudios que existen A este respecto cifran los daños económicos en el orden de billones o bien incluso decenas de billones de euros. Si estas previsiones se cumplieran, nos veríamos abocados a una enorme crisis económica global. Una ciencia llamada magnetohidrodinámica
Pero el interés científico por la actividad solar va más allí del riesgo que pueda suponer. A partir de mediados del siglo pasado estamos aprendiendo mucho de una ciencia fascinante llamada magnetohidrodinámica, que investiga la interacción de los plasmas con ámbitos magnéticos. En el Sol podemos observar estas interacciones en condiciones únicas que no podemos reproducir en laboratorios, ni siquiera simular por ordenador. Debido a estas interactúes entre plasmas y campos magnéticos, en un futuro próximo seremos capaces de dominar la energía de fusión. Esta es la fuente de energía que hace brillar a las estrellas y que quizá nos marque el sendero cara un futuro de energía segura y sostenible. La Expediente de la que Marte es frío y seco
Tampoco debemos perder de vista el interés en aprender sobre la actividad solar para entender cómo funciona en otras estrellas. Existe una relación fundamental entre la habitabilidad de un planeta y la actividad de su estrella. Hace 3.500 millones de años, Marte era un planeta tan hospitalario Del mismo modo que la Tierra. Sin embargo, en los últimos años hemos descubierto que, al carecer de un escudo magnético Asimismo que el terrestre, perdió de manera rápida casi toda su atmosfera, arrancada por la violencia de las tormentas del Sol joven. Eso hizo que velozmente se transformara en un Solo planeta seco, frío y, por lo cual semeja, totalmente desértico (Si es que bien sin abandonar por ello de ser fascinante). Esto es muy relevante por el hecho de que somos la primera generación que está en condiciones realistas de ubicar vida extraterrestre. Y para conseguir este hallazgo histórico, que esperemos se dé pronto, es especial disponer en cuenta esta clase de procesos. Cómo conseguir caer hacia el Sol
El estudio del Sol se hace tanto con observaciones espaciales Como Desde tierra. Cada ámbito tiene sus ventajas y sus inconvenientes. A partir de el espacio podemos acercarnos al Sol y tratar de medir las propiedades del viento solar y el campo magnético «in situ». No obstante acercarse al Sol es mucho más bastante difícil de lo que pueda parecer intuitivamente: realmente es más sencilla ir hacia fuese del sistema solar. La razón es que la Tierra se mueve muy veloz (a unos 110.000 km/h) perpendicularmente a la dirección al Sol, Gracias a lo que estamos en órbita y no caemos. Conque en la fecha un cohete despega de la Tierra, hereda esa velocidad de 110.000 km/h, por lo que es preciso deshacerse de ella para poder caer hacia el Sol. En caso contrario, nuestra sonda estará dando vueltas cerquita de sin poder acercarse. Aunque parezca sorprendente, no tenemos cohetes suficientemente potentes De esta forma como para hacer eso. La única forma de ir al Sol es ayudarse de la gravedad de los planetas para hacer lo que se llaman «maniobras de asistencia gravitatoria» que puedan frenar la nave y permitirle caer hacia el Sol. La Sonda Solar Parker, más cerquita que nunca
La Sonda Solar Parker, denominada De esta forma en honor al físico solar Eugene Parker, viajó lanzada en Agosto de 2018. Es la primera misión espacial de la NASA en llevar La denominación de una persona viva. El plan original de este proyecto era empezar yendo hacia Júpiter para frenarse con la gravedad del planeta gigante y poder Así caer cara el Sol. Este 1er plan viajó cancelado y reemplazado en 2010 por otro con menos presupuesto y algo más modesto. Con el flamante plan no había posibilidad de ir a Júpiter y se reemplazó por una serie repetida de sobrevuelos a Venus para llegar a su órbita terminante en 2024. De la misma forma la sonda era más chiquita y no se acercaría tanto al Sol De exactamente la misma manera que en el proyecto original. La órbita terminante es muy alargada. En el punto más próximo se acercará a tan Solo nueve veces el radio del Sol, Mientras que que en el más lejano llegará a la órbita de Venus. En el punto más próximo alcanzará una velocidad de casi 700.000 km/h, siendo De esta forma el objeto más rápido nunca construido por el ser humano. Un escudo que «vivirá» millones de años
Para protegerse de la brutal dosis de radiación que se marcha a descubrir, la sonda Parker lleva un escudo térmico que va a deber preservar Siempre y en todo momento apuntando cara el Sol. El escudo soportará temperaturas de más de 1.300 grados centígrados Sin embargo a su sombra el resto de la sonda estará entre 10 y 125 grados. Es muy especial conservar en todo momento la orientación correcta, a medida que la nave se mueve en su órbita, para que el escudo esté Siempre y en todo momento y en todo momento apuntando al Sol. En el horario se le acabe el combustible, no va a poder orientarse y la radiación solar destruirá la sonda en cuestión de minutos dejando únicamente un escudo térmico que quedará orbitando muerto cerquita de del Sol En medio millones de años. La sonda Parker lleva instrumentos para medir las partículas del viento solar y el lugar magnético por donde va pasando. Aunque no lleva telescopios ni instrumentos de hacer imagen (con la salvedad de una cámara heliosférica). Podemos imaginarla De exactamente la misma forma que un cangrejo ciego que va tocando el medio por el que pasa y obteniendo De esta manera la datos. La Solar Orbiter, o cómo mirar A partir de arriba
En este sentido es muy distinto a la sonda europea, Solar Orbiter, que lleva un pequeño telescopio y Además instrumentos para hacer imagen del Sol, con capacidad para mapear el sitio magnético sobre la superficie solar. Esta sonda, Además famosa Del mismo modo que Sólo, se proyectó el pasado 10 de Febrero y A lo largo de los próximos tres años irá haciendo encuentros gravitacionales con Venus y la Tierra para obtener su órbita terminante. No se acercará tanto al Sol Del mismo modo que la sonda Parker No obstante a cambio tiene otras ventajas muy interesantes. En 1er sitio, la órbita es peculiar por el hecho de que se marcha a salir del plano en el que giran los planetas. Solar Orbiter va a ir inclinando su órbita gradualmente para poder asomarse a los polos del Sol. Desde la Tierra apenas podemos observar los polos por el hecho de que nuestro mundo orbita prácticamente exactamente alrededor del ecuador solar. El escudo térmico de Sólo no estará sometido a condiciones térmicas tan exigentes Al parecido que en la ocación de la Parker No obstante a recambio debe encarar otros retos. Al contrario que su colega estadounidense, que De La misma manera que dijimos Antes es ciega, la sonda europea debe poder «ver» A lo largo del escudo. De ahí que debe haber aberturas, a modo de troneras, para avalar el paso de la luz cara la instrumentación de a bordo. Ya estamos empezando a percibir data de estas sondas. En especial la Parker ha producido resultados científicos de gran interés. Aunque aún faltan cinco años a fin de que se sitúe en su órbita final, ya ha tenido cuatro acercamientos al Sol en los que ha podido aportar información acerca de «latigazos magnéticos», el soplido de protones de los agujeros coronales o bien el polvo de la corona. Mientras que tanto, en Tierra se preparan los telescopios de nueva generación. Nuevos telescopios en tierra para el siglo XXI
Los telescopios solares más grandes que existen son el GREGOR del Observatorio del Teide (Tenerife) y el Goode Solar Telescope del Big Bear Observatory (California, U.S.A.), con 1,5 y 1,6 mts de diámetro respectivamente. Este tamaño es insuficiente para la ciencia del siglo XXI, que Precisa imágenes de mayor definición (se pretende llegar a ver detalles de unos 10 km acerca de la superficie del Sol) y una mayor capacidad de advertir, mapear y medir campos magnéticos. Para eso se está trabajando en los nuevos telescopios DKIST (Daniel K Inouye Solar Telescope, en U.S.A.) y el EST (European Solar Telescope), Ambos de 4,2 metros de diámetro. Versa de un enorme salto cualitativo a todos los niveles y un reto de ingeniería que exige creatividad e innovación tecnológica. Astronomía solar multi-mensajera
El DKIST ya ha visto su 1era luz, asomándose por arriba de las nubes en la cima de Haleakala (nombre que, muy apropiadamente, significa «la casa del Sol» para los aborígenes hawaianos) en la isla de Maui. Uno de sus cinco instrumentos de 1era generación ya está instalado y funcionando. La integración de otros instrumentos y el sofisticado sistema de óptica adaptativa se halla en seguida mismo detenida, interrumpida temporalmente por la maldita pandemia que ha conseguido paralizar el mundo entero.<blockquote class=”twitter-tweet”><p lang=”en” dir=”ltr”>The NSF&#39;s Inouye Solar Telescope provides unprecedented close-ups of the sun’s surface, but ultimately it will measure the sun’s corona – no total solar eclipse required. <br><br>More: <a href=”https://t.co/UsOrXJHaY1″>https://t.co/UsOrXJHaY1</a> <a href=”https://twitter.com/hashtag/SolarVision2020?src=hash&amp;ref_src=twsrc%5Etfw”>#SolarVision2020</a> <a href=”https://t.co/DO0vf9ZzKC”>pic.twitter.com/DO0vf9ZzKC</a></p>&mdash; National Science Foundation (@NSF) <a href=”https://twitter.com/NSF/status/1222609934698893312?ref_src=twsrc%5Etfw”>January 29, 2020</a></blockquote> <script async src=”https://platform.twitter.com/widgets.js” charset=”utf-8″></script> Valentín Martínez Pillet, el estudioso español que dirige el proyecto (y enorme comunicado de la física solar estadounidense), estima que «estamos a las puertas de una década de física solar multi-mensajera; la combinación de observaciones de DKIST con las sondas espaciales nos dejará entender relaciones causa-efecto entre los procesos que ocurren en la atmosfera solar y sus consecuencias en el sistema solar». En tanto tanto Europa trabaja en su propio proyecto de enorme telescopio solar. El EST, incluído en la lista ESFRI de infraestructuras científicas prioritarias para la Unión Europea, tiene por objetivo centrarse en la conectividad entre las diversos capas de la atmósfera. El diseño estará optimizado para minimizar las distorsiones espúreas que introduce el telescopio acerca de la medida de los campos magnéticos. Es destacable que es un proyecto científico de enorme envergadura comandado por España, en el que los científicos e ingenieros de nuestro país han jugado un papel protagonista Desde el principio. Una visón global del Sol Manuel Collados, directivo del EST, estima que «en esta década, los estudios Grupos de grandes telescopios con sondas espaciales permitirán alcanzar una visión más global del Sol, entendiendo el acoplamiento entre diversos capas, la aceleración del viento solar o los procesos de reconexión magnética que generan las erupciones». El consorcio europeo del EST espera que la construcción dé inicio a finales de 2022 o bien inicios del 23. El sitio elegido está en la isla de La Palma, en el Observatorio del Roque de los Muchachos del Instituto de Astrofísica de Canarias. DKIST y EST representan conceptos de diseño muy diferentes, Desde el propio telescopio hasta la instrumentación. El diseño «fuera de eje» de DKIST y una instrumentación específica le dejará hacer observaciones pioneras de la corona solar, imposibles de llevar a cabo con ningún otro instrumento. A su vez, el diseño simétrico del EST le supondrá poder obtener de manera rutinaria la máxima precisión en la medida de ámbitos magnéticos con el mínimo esfuerzo de calibración. Además se pronostica desarrollar de un nuevo sistema de óptica adaptativa llamada «multiconjugada», con el que se podrá corregir mejor el emborronamiento que produce la atmosfera terrestre acerca de los datos. Se da Además la feliz coincidencia de que Ambos mayores telescopios solares del mundo se encontrarán ubicados geográficamente en longitudes casi opuestas, de forma que Cuando se pone el Sol en La Palma estará amaneciendo en Haleakala y viceversa. Se podría De este modo observar de manera prácticamente prosigue en trabajos coordinados entre Ambos observatorios. Además mejores modelos
En paralelo con estos progresos tecnológicos y De la misma forma instrumentales, no podemos dejar de destacar el progreso que se ha venido haciendo en los últimos años en el modelado teórico de la atmósfera solar. Hoy en jornada, Debido a estos avances y a la disponibilidad de grandes superordenadores, estamos en disposición de hacer simulaciones muy realistas de los procesos que ocurren en parte superficial visible del Sol y, algo más simplificadas, de las capas más altas. El propósito es poder llegar a contrastar lo cual obtenemos en estas grandes simulaciones por ordenador y las observaciones que nos darán los nuevos telescopios y sondas. En la medida en que simulaciones y observaciones vayan convergiendo, podremos decir que vamos acercándonos a comprender mejor el Sol, que, al definitivo, no lo olvidemos, es la estrella de nuestra vida. Literalmente. Héctor Socas-Navarro es investigador del Colegio de Astrofísica de Canarias (IAC) y directivo del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife.