Hola nuevamente gente aficionada a la
ciencia ¿Qué tal les ha ido estos días? Espero que estén ansiosos de aprender sobre
nuevos temas en este su blog preferido. En esta ocasión hablaré sobre un tema que
quizás no muchos sepan al respecto pero que intentaré explicar de una manera
didáctica y sencilla el tema de las Manchas Solares.
Antes de comenzar a hablar sobre las
Manchas Solares habría que preguntarnos ¿Cómo es que funciona nuestra estrella
más cercana, es decir nuestro Sol?
La estrella más cercana a nosotros, es decir el Sol, es nuestra principal
e irreemplazable fuente
de energía. Esto ocurre gracias a la fusión
nuclear dentro de sí mismo, cuando los átomos se golpean entre sí a altas
velocidades y, literalmente, se fusionan. Para que esto suceda las condiciones
deben ser las correctas.
Esto se debe a que los protones siempre tienen una carga
positiva cada uno, por lo que se repelen al acercarse unos a otros, como los
imanes entre sí. Es por ello que es necesario que se acerquen mucho, y para eso
tienen que estar muy calientes, lo que significa que las partículas se mueven
muy rápido y pueden acercarse lo suficiente como para fusionarse. El núcleo del
Sol es el lugar perfecto para esa fusión nuclear, ya que es el lugar más
caliente del Sistema Solar, llegando a los 15 millones de ºC. También es
increíblemente denso, tanto así que tiene 10 veces la densidad del plomo
y, con ello, cualquiera pensaría que con esa alta densidad sería sólido, pero
no lo es porque está tan caliente que se mantiene como Plasma (estado de
la materia entre gaseoso y líquido). Un ejemplo de ello sería Si se calienta un
gas a altas temperaturas, entonces los electrones se “caen” de los átomos y
flotan como en una nube. Esta nube tiene un comportamiento diferente al de un
gas y de esta manera es que se puede crear el Plasma. Para ejemplificar lo antes mencionado
podríamos decir que el Sol es como una mesa de billar cósmica, a una escala
inimaginable, es decir un lugar donde hay millones de partículas colisionando e
interactuando entre ellas. En el billar, sin embargo, no importa cuán fuerte
golpees una bola, nunca se podría pegarle lo suficientemente fuerte como para
fusionarla con otra bola, pero hay tanta presión y, tan alta densidad en el
núcleo del Sol, que dos objetos que impacten se van a fusionar.
En el Sol los objetos que colisionan son átomos de Hidrógeno (en un
principio) reunidos por una inmensa presión (Fusión) para formar átomos de Helio.
A cada segundo, dentro del Sol 600
millones de toneladas de Hidrógeno son fusionados y se transforman en 595
millones de toneladas de Helio, una cantidad tan grande que no podemos ni
imaginarla. Esas 5 millones de
toneladas de masa perdida se convierten en energía equivalente a un millón de
bombas de hidrógeno de un megatón cada una, expulsadas hacia el espacio, es
decir todo ese calor que recibimos de nuestro Sol es gracias a ello y esto se
da cada segundo, en otras palabras con solo un segundo el Sol podría darle
suficiente energía a toda la humanidad por cientos de miles de años.
Habiendo aclarado cómo funciona el Sol
entonces hay que preguntarnos ¿Qué son y cuál es la causa de las Eyecciones de Masa
Coronal? Y ¿Cuál es su relación con las manchas solares?
La Eyección de Masa Coronal (CME)
es una onda hecha de radiación y
viento solar que se desprende del Sol en el periodo llamado Actividad Máxima Solar. Esta onda se
forma por una gran actividad en nuestro Sol, o en cualquier estrella, ya que
ellas, al igual que nuestro planeta, tiene “estaciones” y es cíclico este
proceso. Todo esto se debe a que el Sol contiene tanta energía acumulada que se
“desprende” de forma violenta en forma de llamaradas gigantescas (nuestro
planeta entero podría caber en una de ellas fácilmente) que eyectan una
cantidad sorprendente de masa y energía al espacio y es muy peligrosa, ya que podría
dañar los circuitos eléctricos, los transformadores y los sistemas de
comunicación dependiendo de su magnitud. Cuando esto ocurre, se dice que hay
una tormenta solar y se da cada 11 años
y el Sol entra en un turbulento ciclo (Actividad Máxima Solar) que representa
la época más propicia para que el planeta sufra una tormenta solar. Dicho
proceso acaba con el cambio de polaridad solar (no confundir con el cambio de
polaridad terrestre). Como ejemplo nos podemos remontar al 13 de marzo de 1989, en la ciudad de Quebec,
Canadá,
la cual fue azotada por una fuerte tormenta
solar y como resultado de ello seis millones de personas se vieron
afectadas por un gran apagón que duró 90 segundos. La red eléctrica de Montreal estuvo
paralizada durante más de nueve horas. Los daños que provocó el apagón, junto
con las pérdidas originadas por la falta de energía, alcanzaron los cientos de
millones de dólares.
Ahora bien,
veamos qué relación tiene lo antes mencionado con el título de este artículo.
Para comenzar hay que señalar que las Manchas Solares son una región del Sol que tiene una temperatura más baja que sus
alrededores y con una intensa actividad magnética debido a una fuerte Actividad Máxima Solar. Una mancha solar típica consiste en una región
central oscura, llamada "umbra", rodeada por una "penumbra" más clara. Una sola mancha puede llegar a medir hasta
12.000 km (casi tan grande como el diámetro de la Tierra), pero un grupo de manchas puede alcanzar 120.000 km
de extensión e incluso algunas veces más.
Las
manchas solares aparecen, crecen, cambian de dimensiones y de aspecto y luego
desaparecen tras haber existido tras una o dos rotaciones solares, es decir
durante uno o dos meses, aunque su vida media es aproximadamente dos semanas. Al
principio se observa una formación brillante, luego la granulación de la fotosfera que empieza a oscurecerse. Al día
siguiente ya hay una pequeña mancha, mientras en el poro gemelo a unos pocos
grados de distancia aparece otra. Ya a los pocos días ambas manchas tienen el
aspecto muy característico: una región central oscura llamada sombra con temperaturas alrededor de 2.500 K (1
grado Kelvin = -273 grados Celsius el cero absoluto) y brillo un 20% de la fotosfera.
Todas las manchas tienen movimientos propios con velocidades de hasta centenares
de kilómetros por hora y el grupo de manchas alcanza su máxima complejidad
hacia el décimo día.
Las
dos manchas principales de cada grupo se comportan como si fuesen los polos de
un enorme y potente imán, ya que
entre ambos existe un campo
magnético con una
intensidad entre 0,2 y 0,4 T mientras que el campo magnético terrestre tiene una intensidad de sólo
0,05 mT. La mancha que está al oeste solar se llama conductora y la que está al este solar conducida. En casi todos los
grupos el eje entre las dos manchas no se dispone en la dirección este-oeste,
sino más bien la mancha conductora está en ambos hemisferios más cercana a su
Ecuador.
En
las manchas hay un campo
magnético con una
intensidad de 0,3 T, con lo cual esta muy relacionado con la Eyección de
Masa Coronal y con el Máximo Solar. Aunque los detalles de la creación de las
manchas solares todavía son cuestión de investigación, está bastante claro que
las manchas solares son el aspecto visible del tubo de flujo magnético que se forma debajo de la fotosfera. Si la tensión
en el flujo del tubo alcanza cierto límite, el tubo magnético se riza como lo
haría un cabello al estirarlo mucho. La transmisión del flujo de energía desde
el interior del sol se inhibe, y con él la temperatura de la superficie. A
continuación aparecen en la superficie dos manchas con polaridad magnética
opuesta en los puntos en las que el tubo de fuerza corta a la fotosfera.
Las
recientes observaciones del satélite (SOHO) usando las ondas
sonoras que viajan a través de la fotosfera del Sol permiten formar una imagen
detallada de la estructura interior de las manchas solar, debajo cada mancha
solar se forma un vórtice giratorio, esto hace que se concentren
las líneas del campo magnético. Las manchas solares se comportan en algunos
aspectos de modo similar a los huracanes terrestres.
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