Una llamarada solar tan intensa que golpeará el campo magnético terrestre, sacudiendo el planeta y provocando la caída abrupta de la electricidad, Internet y las redes de telefonía durante varios días. Esto es lo que advierte una investigación de tres físicos de la Universidad de Chile publicada en la revista científica Space Weather, donde ha destacado entre los estudios más leídos y descargados del año. El fenómeno, conocido como geotormenta o tormenta geomagnética, afecta también la navegación y la aeronáutica, pues altera las brújulas.
Pasar días sin luz, Internet, televisión, celular, ni teléfono son algunas de las consecuencias del fenómeno climático espacial llamado geotormenta o tormenta geomagnética, una reacción de nuestro planeta al impacto de una poderosa eyección de energía que sale desde el Sol hacia el espacio. Si el evento es muy intenso, podría tener efecto en las comunicaciones, en distintas tecnologías y en las redes de transmisión de electricidad. Estamos en el ciclo solar número 25 y el próximo evento es inminente, a fin de año, revela el estudio desarrollado por investigadores de la U. de Chile.
“Un evento grande podría ser potencialmente muy perjudicial”, dice el profesor Pablo Moya, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, quien se especializó en clima espacial trabajando en la NASA. El investigador es uno de los autores del artículo que anuncia una inminente geotormenta tan intensa que provocaría un apagón comunicacional de varios días de extensión.
La investigación, titulada “Ocurrencia de Tormentas Geomagnéticas y su Relación con las Fases de los Ciclos Solares”, publicada por la prestigiosa revista Space Weather, una de las más importantes del área, fue destacada recientemente por ser el artículo científico más leído y descargado durante el 2021. La publicación fue realizada por el profesor Pablo Moya junto a la investigadora de la U. de Chile, Paula Reyes, egresada de la Facultad de Ciencias, quien cursó el magíster en la misma unidad, y Víctor Pinto, egresado de la Casa de Bello y hoy profesor de la U. de Santiago de Chile.
“Las llamaradas solares, popularmente conocidas como tsunamis o tormentas solares, producen una radiación que se propaga desde el Sol hacia el espacio y golpea el campo magnético terrestre, el que reacciona provocando una tormenta geomagnética o geotormenta, que son eyecciones poderosas de energía. Si el evento es muy intenso podría tener efecto en las comunicaciones, en distintas tecnologías de comunicación, de transmisión de electricidad, etcétera”, explica el Dr. Moya.
En el paper, los físicos chilenos muestran los resultados de un estudio sobre una serie de tormentas geomagnéticas ocurridas entre 1957 y 2019, a partir del cual identifican la probabilidad de ocurrencia de estos eventos y saber si serán moderados, intensos o severos. Su ocurrencia depende de la fuerza del ciclo solar (de aproximadamente 11 años de duración) y de las diferentes fases de este. “Nuestros resultados sugieren que el ciclo solar 25, que acaba de comenzar y que terminaría en 2034, aproximadamente, debería ser más fuerte que el ciclo actual. El máximo debería ocurrir entre este año y el próximo. El peak debería venir pronto”, advierte el investigador.
Una tormenta grande dura aproximadamente una semana desde que comienza hasta que termina. Podríamos tener problemas de comunicación durante varios días. Este impacto en la vida cotidiana fue una de las inspiraciones de Paula Reyes. “Está relacionado con fenómenos que ocurren en los alrededores de nuestro planeta, cuya fuente proviene del Sol, y que impactan directamente a nuestro diario vivir, principalmente por nuestra dependencia al uso de tecnologías”, dice.
En el mundo exterior, en tanto, también hay consecuencias, pues dañan los satélites, afectando así la exploración espacial y la tecnología que periódicamente lanzamos al espacio. “Este tipo de investigación también ayuda a tener una estimación de la obsolescencia de los satélites, e implementar mejoras en sus materiales de fabricación, ya que tormentas severas pueden producir sobrecargas y daños en ellos que sean irreversibles”, agrega la investigadora.
Por ejemplo, a principios del año pasado, SpaceX lanzó una flota de satélites a la alta atmósfera y una eyección de masa coronal que ocurrió días antes, al alcanzar la Tierra, desencadenó una tormenta geomagnética que produjo cambios en la atmósfera y resultó en una pérdida de alrededor del 80% de los satélites de la flota. “Además, dependiendo de la intensidad de la tormenta, pueden producirse sobrecargas en nuestros sistemas eléctricos, problemas en las órbitas de los satélites y -en general. en los sistemas de comunicación”, detalla la científica chilena.
Tormentas extremas: ¿Se puede predecir con certeza cuándo se registrará una?
El último gran evento se registró el 2003 en el Hemisferio Norte y provocó un apagón de Internet de varios días. Un hecho casi anecdótico en un mundo prácticamente análogo en ese entonces, que hoy, veinte años después, cuando toda la sociedad depende de la conexión a Internet, la electricidad y las comunicaciones, podría ser catastrófico. “Un evento realmente grande podría producir muchas pérdidas y muchos problemas de comunicación”, sostiene el profesor Moya.
Esos campos magnéticos pueden perturbar a cualquier material conductor, ya sea una línea de alta tensión, un tubo grande para transportar petróleo o una central eléctrica. “Además, perturba el campo magnético que mide las brújulas. Así que también tienen efecto en la navegación, en la aeronáutica”, precisa el especialista de la Universidad de Chile.
En esta línea, relata que en 1989 se registró una tormenta geomagnética muy grande, bautizada como “El evento de Halloween», que produjo apagones por la explosión de transformadores, centrales eléctricas y líneas de transmisión debido a los efectos electromagnéticos en la superficie terrestre.
El primer evento registrado fue hace como 150 años y se conoce como “Evento de Carrington”. La historia dice que saltaban chispas de los telégrafos. “Ese evento fue tan grande, tan grande, que la aurora se vio en Chile. Hay reportes de que se podía leer el diario de noche solamente con la luz de la aurora y todas las líneas de telégrafo se echaron a perder, los operarios veían que saltaban chispas de las líneas del telégrafo, así que las desconectaron de la corriente, pero la corriente inducida por la aurora las hacían funcionar igual y podían igual comunicarse solamente por la inducción del campo magnético de la aurora”, señala el profesor.
“Si eso pasara hoy día, sería mucho más complicado porque fallaría Internet, fallarían los satélites, fallarían las comunicaciones, fallan los GPS… Se apagaría Internet y habría múltiples fallas en centrales eléctricas que en 1859 no existían”, afirma. “Un evento como ese no ha sucedido más hasta el día de hoy. Entonces, una de las preguntas es ¿qué tan probable es que esto ocurra mañana? Y, por lo tanto, nuestro trabajo tenía que ver con eso. Tenemos los datos y podemos hacer una relación estadística para predecir qué tan probable es que haya un evento extremo pronto”, asegura el investigador
Coincide con esta visión su alumna de tesis. “Si una tormenta de ese tipo ocurriese el día de hoy, es probable que se produzcan cortes de electricidad por varias horas debido a la sobrecarga del tendido eléctrico por la corriente eléctrica inducida. También cortes en las comunicaciones y televisión, lo que resultaría en pérdidas económicas significativas”, indica Paula. Sin embargo, plantea la científica, «no podemos olvidar que estamos frente a fenómenos naturales y que, a pesar de los fallos que se producirían, tendríamos la oportunidad de presenciar un espectáculo fascinante en nuestros cielos, ya que las auroras podrían observarse en latitudes mucho más alejadas de los polos”.
¿Estamos preparados?
El clima espacial es de vital importancia, ya que puede incidir en múltiples aspectos de nuestra vida como sociedad, desde las comunicaciones hasta asuntos geopolíticos, particularmente hoy, que dependemos en nuestro día a día de diversas tecnologías, como los satélites. “O sea, para países como Chile, imagina que mañana hay un terremoto y al mismo tiempo una tormenta geomagnética. Entonces, tenemos a la gente aislada que más encima no puede comunicarse. Eso sería una de las peores cosas que podría pasar”, sostiene Moya.
Existe una oficina en las Naciones Unidas que se preocupa del clima espacial y financia gran parte de las investigaciones en temas de plasmas en el espacio para entender la física del Sol, el espacio y la Tierra. Este trabajo tiene como propósito «ojalá algún día tener capacidad predictiva, de la misma forma que la meteorología, ya que con los datos que se saben de presión, temperatura y el viento y las nubes, uno puede decir con cierta, seguridad si mañana hay un 80% de probabilidad de que llueva, por ejemplo. Y el objetivo a mediano plazo es ojalá hacer eso con el Sol. Ya existe un monitoreo constante de la actividad del Sol de las agencias espaciales desde telescopios y satélites».
“El tema es que ahora un evento grande podría ser potencialmente muy, muy, muy perjudicial. Claro, y eso al final es lo que motiva a la Agencia Espacial de las Naciones Unidas a meterle recursos a este tipo de investigación. Y hace que exista una parte de la comunidad científica que le interesa este tipo de revista”, indica el físico de la Universidad de Chile.
¿Hace daño a las personas? “Si estás en el espacio sí te puedes irradiar”, dice el profesor Moya. En la Estación Espacial Internacional, cuando hay eventos intensos, tienen protocolos de protección, de entrar en salones especiales para minimizar la radiación. Porque claro, se produce mucha radiación en el espacio, pero no llega a la Tierra de forma dañina para el ser humano. No más que exponerse al Sol.
Investigadores de la Universidad de Chile y de la Universidad de La Frontera, junto a científicos griegos, lograron descartar dos de los cuatro modelos de energía oscura que existían hasta ahora. El estudio de esta aún misteriosa fuerza que impulsa la expansión del universo fue publicado en la última edición de la revista International Journal of Modern Physics D.
Empleando resultados de observaciones astronómicas y software computacional, científicos chilenos y griegos crearon una propuesta que les permitió examinar los comportamientos posibles de la energía oscura desde el origen del universo, ocurrido hace 13.800 millones de años. La investigación fue publicada en el último número de la revista científica internacional Journal of Modern Physics D.
“La energía oscura es una propiedad del espacio que los científicos pensamosestá impulsando la expansión del universo,haciéndola acelerada. Sabemos que la energía oscura está ahí por la forma en que se comporta el cosmos. Hasta antes de nuestra investigación se proponían ‘cuatro tipos’ de energía oscura variables en el espacio y en el tiempo. Hoy, gracias a este trabajo, solo dos siguen en pie: el modelo fantasma y el modelo fantasma-quintaesencia número 1”, explica Grigoris Panotopoulos, físico e investigador del Departamento de Ciencias Físicas de la Universidad de la Frontera y ex postdoctorado de la Universidad de Chile.
Se van dos y quedan dos
“Una de las formas propuestas para esta energía oscura es la llamada energía fantasma,la cual predice una aceleración mayor que la producida por la constante cosmológica de Einstein. En tanto, la quintaesencia podría inducir al universo una aceleración menor que la predicha”, sostiene Luis Campusano, académico del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile y coautor de este trabajo.
Los científicos de ambas instituciones, además, constataron algo inesperado. “Notamos que las curvas que representan estos comportamientos se intersectan en un cierto momento de la evolución del universo. No sabemos aún el por qué”, indica Gerald Barnert, estudiante del Magíster en Ciencias, mención física de la FCFM, U. de Chile.
La constante cosmológica: Einstein lo hizo nuevamente
El estudio de la energía oscura es algo reciente y fundamental para entender la evolución del universo. Sin embargo, fue Einstein quién en 1917 introdujo la noción de una fuerza gravitatoria repulsiva en el espacio, representada por una constante cosmológica en las ecuaciones de su Teoría de Relatividad General. Lo hizo para ajustar sus predicciones al universo estático revelado por las observaciones de la época. Cuándo Einstein se enteró años más tarde, en 1929, que Edwin Hubble había descubierto que el universo estaba en expansión, calificó el haber introducido ese término como el mayor error de su vida. No sabemos, si viviera aún, qué habría pensado del descubrimiento de un universo acelerado.
Los resultados se publicaron en la última edición de la revista científica Journal of Modern Physics D bajo el título: Correlation of structure growth index with current cosmic acceleration: constraints on dark energy models (Correlación del índice de crecimiento de estructura con la aceleración cósmica actual: límites para modelos de energía oscura, en español).
