PALPAR EL SOL

Publicado en Revista Persea.
Léelo completo en su sitio: https://www.revistapersea.com/astrofsica-y-cosmologa/palpar-el-sol

Alexandra De Castro

08/2/2018

Ilustración de Ada Peña

Ilustración de Ada Peña

Majestuosa y emplumada, la divina serpiente Kukulkán desciende del cielo por la pirámide de Chichén Itzá durante el equinoccio de primavera. Según una leyenda maya, ella trae consigo toda la energía del Sol a la Tierra para dar vida a los cultivos y alejar el hambre y la penuria.

Efectivamente, durante el equinoccio de primavera aparece un efecto visual, hermoso: el juego de la luz del Sol y la sombra de las grandes escalinatas en el templo de Chichén Itzá evoluciona durante el día como una serpiente que se desliza hacia abajo.

Templo de Chichén Itzá, foto tomada el 21 de marzo de 2009. Crédito: Wikipedia. 

Templo de Chichén Itzá, foto tomada el 21 de marzo de 2009. Crédito: Wikipedia. 

Descenso de la serpiente Kukulcán. 

El equinoccio es el momento del año en el cual el día es tan largo como la noche. Durante el año hay dos, en marzo y septiembre. En el hemisferio norte, el de marzo da paso al inicio de la primavera. En Yucatán, México, marca las temporadas de lluvia y sequía.  

Según los mayas, el equinoccio de primavera indica que llegó el momento propicio para iniciar la siembra del maíz.  

Así como los mayas, todas las culturas han entendido la importancia de nuestra relación con el Sol. Y es que nuestra estrella tiene una influencia considerable sobre los procesos naturales que ocurren en la Tierra y sobre las actividades humanas en general. El Sol afecta el desarrollo de la vida, el clima, la aviación, los viajes al espacio y hasta las telecomunicaciones.

No cabe duda que estudiar nuestra estrella es fundamental. Es por eso que este año, 2018, vamos a tocar el Sol. Sí, como lo lees. Vencer el temor a los peligros que supone enfrentar al gran titán y desarrollar la tecnología para observarlo desde muy cerca, es una de las tareas que se han propuesto ingenieros y científicos de la Universidad de Johns Hopkins y de la NASA con la puesta en marcha del proyecto espacial Sonda Solar Parker (en inglés Solar Parker Probe).

Sonda Solar Parker acercandose al Sol. Composición artística. Crédito de la imagen: Universidad de Johns Hopkins.

Sonda Solar Parker acercandose al Sol. Composición artística. Crédito de la imagen: Universidad de Johns Hopkins.

Ingenieros y Técnicos de la NASA y de la Universidad de Johns Hopkins haciendo pruebas a la Sonda Solar Parker. Crédito de la foto:  Ed Whitman.

Ingenieros y Técnicos de la NASA y de la Universidad de Johns Hopkins haciendo pruebas a la Sonda Solar Parker. Crédito de la foto:  Ed Whitman.

El nombre de la sonda fue elegido en honor al astrofísico estadounidense Eugene Parker, experto en la dinámica y composición de las estrellas. Parker propuso una serie de modelos sobre cómo es que el Sol libera su energía y sobre el comportamiento del campo magnético solar.  Entre otras cosas, formuló un mecanismo que podría explicar por qué la capa más externa del Sol es mucho más caliente que otras capas internas. Parker propone que muy pequeñas explosiones o nanofulguraciones, pero muchas, podrían producir este calentamiento.  Se espera que la Sonda Solar Parker recoja datos directos para poner a prueba estos modelos innovadores.     

 Una misión muy caliente y una nave muy audaz

La misión de la Sonda Solar Parker es penetrar la inhóspita corona solar para estudiar el origen, evolución del viento solar, la actividad solar y las eyecciones de masa repentinas de la corona. La corona es la capa más externa del Sol, una suerte de atmósfera solar, es relativamente poco densa, 10 millones de veces menos densa que la superficie del Sol, pero mucho más caliente, propiedad que sigue siendo un misterio para los astrónomos. El viento solar está compuesto por partículas subatómicas que son emanadas constantemente a grandes velocidades por el Sol y cuyo flujo es controlado por el campo magnético del solar.

En particular dos preguntas fundamentales rondan las mentes a cargo del proyecto Sonda Solar Parker: ¿Por qué la corona solar es tan caliente, incluso más que otras capas internas del Sol? y ¿Cuáles son los mecanismos de aceleración del viento solar?    

Foto tomada con una cámara ultravioleta de la sonda Probe-2 de la Agencia Espacial Europea.  

Foto tomada con una cámara ultravioleta de la sonda Probe-2 de la Agencia Espacial Europea.  

La corona se puede observar a simple vista desde la Tierra durante un eclipse. Foto de Luc Viatour, eclipse de 1999, Francia. 

La corona se puede observar a simple vista desde la Tierra durante un eclipse. Foto de Luc Viatour, eclipse de 1999, Francia. 

La sonda orbitará al Sol a aproximadamente a unos 6.2 millones de kilómetros de su superficie durante su perihelio, un acercamiento sin precedentes en la historia de la exploración del espacio. Y, por supuesto, que tendrá que enfrentar condiciones extremas de calor y radiación: cerca de mil cuatrocientos grados centígrados valdrán la pena resistir, a cambio de toneladas de datos científicos.

El pequeño laboratorio viajero hará diferentes mediciones directas de la intensidad y flujo del campo magnético, la velocidad del viento solar, la densidad de partículas subatómicas cargadas (electrones, protones y núcleos atómicos pesados) y la temperatura de la corona.

Todas estas mediciones estarán a cargo de instrumentos a bordo de la nave que han sido diseñados en colaboración con varios grupos de investigación en diversas universidades norteamericanas: la Universidad de California,  Berkeley, grupo dirigido por el Prof. Stuart Bale y Los Angeles, grupo del profesor Marco Velli; la Universidad de Michigan y el Observatorio Astrofísico Smithsonian (grupo dirigido por el Prof. Justin Kasper) y la Universidad de Princeton (grupo del Dr. David McComas).

También será incluido un instrumento de captura y procesamiento de imágenes de campo amplio para estudiar estructuras de la corona. Esta cámara-telescopio es diseñada y construida por un grupo del Laboratorio Naval de Investigaciones dirigido por el Dr. Russell Howard.

Como un caballero andante de la ciencia espacial, la Sonda Solar Parker portará un súper escudo-armadura hecho de un compuesto de carbono muy resistente al calor. El protector térmico consiste de una espuma compuesta de carbono atrapado entre dos paneles de carbono, un material que es capaz de disipar calor para reducir considerablemente la temperatura de la nave.   

Sin duda, es una misión sumamente atrevida pero de capital importancia en el desarrollo de una nueva disciplina orientada al entendimiento de la influencia del Sol sobre la Tierra y el resto de los planetas: la meteorología espacial.  

Las tempestades del sistema solar

Si te preocupa el clima en la atmósfera de la Tierra y su evolución, te preocupas poco. Más allá de la exósfera (la última capa de la atmósfera) hay todo un mundo climático generado por nuestra cercanía al Sol.

Los predios del sistema solar están dominados por el campo magnético del Sol o heliósfera. La heliósfera es una especie de burbuja gigante que da forma a la región influenciada por el campo magnético solar. Se extiende a más de varios miles de millones de kilómetros de la órbita de Plutón y está en interacción con el medio interestelar local.

 

La heliósfera, concepto artístico. El Sol y los planetas del sistema solar están dentro de la capa esférica púrpura que representa a una zona de dominio del viento solar. Leyenda de elaboración propia, crédito de la imagen: NASA. 

La heliósfera, concepto artístico. El Sol y los planetas del sistema solar están dentro de la capa esférica púrpura que representa a una zona de dominio del viento solar. Leyenda de elaboración propia, crédito de la imagen: NASA. 

 

El estudio de la heliósfera y del medio interestelar local, la zona que se encuentra justo después de la heliósfera, se conoce como meteorología espacial.

El clima heliosférico, en la vecindad del Sol, es furioso, tempestuoso y toda esa vehemencia estelar nos afecta directamente. El campo magnético y la  atmósfera de la Tierra nos protege de la mayoría de las tormentas solares, pero nuestra tecnología es vulnerable y nuestra dependencia en ella nos pone en riesgo. Una eyección de corona solar muy intensa podría ocasionar graves daños a las telecomunicaciones y a la electrónica en general e incluso ocasionar cambios en las órbitas de los satélites artificiales.  

Es por esto que es importante desarrollar modelos del clima heliosférico. En el futuro se pretende alcanzar un nivel de desarrollo en el campo de la meteorología espacial que permita hacer predicciones como las que se hacen hoy del clima en la atmósfera terrestre. Para lograr este nivel de avance es necesario obtener la mayor cantidad de datos de mediciones científicas posibles. 

El lanzamiento de la Sonda Solar Parker está programado entre el 31 de julio y el 19 de agosto de 2018. Será una travesía de más de 6 años que incluye varios sobrevuelos cerca de Venus hasta lograr la aceleración necesaria para llegar a posicionarse en su órbita final, palpando el Sol.  El éxito de la misión será una victoria para la humanidad.

 

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