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Científicos argentinos proponen una nueva explicación para los tsunamis solares

Con simulaciones en supercomputadoras, investigadores de la UNC y la Universidad Nacional de San Juan lograron identificaron las condiciones especiales que deben darse para que se desencadenan estos fenómenos. Denominados “ondas Moreton”, estos tsunamis son olas de material caliente, de hasta cien mil grados centígrados, que se desplazan a velocidades que rondan los millones de kilómetros por hora en la capa media de la atmósfera solar. [26.09.2018]

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Científicos argentinos proponen una nueva explicación para los tsunamis solares

Izq.: Tsunami solar capturado por el telescopio HASTA en Hα, cortesía del Dr. Carlos Francile. Crédito: Observatorio Astronómico Félix Aguilar | Der.: Tormenta solar en 304Å tomada por el instrumento AIA/SDO. Crédito: Solar Dynamics Observatory, Nasa.

Victoria Rubinstein
Por Victoria Rubinstein
Colaboradora UNCiencia
Observatorio Astronómico de Córdoba
vrubinstein@unc.edu.ar

Los tsunamis solares son fenómenos tan infrecuentes en la estrella de nuestro sistema planetario, que recién fueron descubiertos hace menos de 60 años. Es tal su magnitud, que al verlos por primera vez los astrónomos los adjudicaron a una especie de ilusión óptica, un engaño de los instrumentos de observación.

En realidad, son olas de plasma supercaliente, entre diez mil y cien mil grados centígrados, capaces de viajar desde uno de los polos del Sol hasta su Ecuador, una distancia equivalente a 13 vueltas al planeta Tierra. Fueron descubiertos por Gail Moreton en 1960, por ello se los conoce también como “ondas Moreton”.

En la Tierra, los tsunamis son provocados por movimientos sísmicos en el fondo del mar. Podría asumirse que algo similar ocurre en el Sol, pero la velocidad de las ondas Moreton es tan elevada que resulta imposible que puedan ser generadas por movimientos en la superficie solar. Si este último fuera el caso, la ola viajaría “apenas” a 360 mil kilómetros por hora; sin embargo los tsunamis solares se desplazan en promedio 10 veces más rápido: entre 2 millones y 7 millones de kilómetros por hora.

“Sólo cuando se producen tormentas solares de características muy peculiares, es más probable que sucedan estas ondas Moreton. Su desencadenante, en realidad, se encuentra en la atmósfera solar”, explica Mariana Cécere una de las autoras del trabajo e investigadora del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (Conicet-UNC).

Las tormentas solares provocan gran liberación de material superficial hacia el espacio, a velocidades de millones de kilómetros por hora. Estas “eyecciones coronales de masa”  –como las denominan los científicos–,  pueden generar, en ciertas condiciones, una onda de choque equivalente a la de una bomba atómica, pero millones de veces más intensa. Y cuando esta onda llega a la superficie, es capaz de “barrer” la superficie solar y desencadenar un tsunami solar.

Para identificar las condiciones en que se genera una onda Moreton y comprender por qué no ocurren siempre, investigadores de la UNC y la Universidad Nacional de San Juan diseñaron simulaciones numéricas y emularon en supercomputadoras diferentes tipos de tormentas solares.

Los resultados les permitieron comprender la dinámica de una amplia variedad de casos y  proponer una nueva explicación para el fenómeno Moreton. Cuando el entorno cercano del material expulsado es menos denso que el ambiente –como en el caso del ascenso de un globo lleno de helio-, la eyección se acelera, generando una onda de choque lo suficientemente potente como para producir el tsunami solar. De todos modos, estas circunstancias son bastante infrecuentes. Según las observaciones, solo una de cada 100 tormentas solares presenta estas particularidades.

¿Por qué es relevante comprender este fenómeno? Porque la atmósfera solar provee un laboratorio natural que permite estudiar y entender cómo se comporta un plasma a altísimas temperaturas, bajas densidades y bajo un potente campo magnético.

"Las máquinas de fusión, por ejemplo, son proyectos experimentales que tienen el objetivo de producir energía a través de la fusión de partículas en estado de plasma, el estado natural del material en el Sol. Estudiar las ondas Moreton contribuye al entendimiento general de cómo transferir energía de un medio a otro, de la manera más eficiente”, completa Cécere.

Auroras e interferencias
El material que sale expulsado en las eyecciones coronales de masa, en ocasiones viaja en dirección a la Tierra y al interactuar con el campo magnético terrestre produce las conocidas auroras boreales y australes.
Cada 11 años, la actividad solar llega a su punto máximo y suele generar una o dos tormentas, muy energéticas, por mes. Aunque no todas se dirigen hacia la Tierra, cuando algunas de estas lo hacen, ocasionalmente puede dañar los instrumentos de los satélites o interferir en las radiocomunicaciones.
La publicación científica
Are CMEs capable of producing Moreton waves? A case study: the 2006 December 6 event.
Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Autores: G. Krause1,2,3, M. Cécere2,4,5, E. Zurbriggen2,4,5, A. Costa1,2,4, C. Francile6 y S. Elaskar1,2,3.
1- Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba (UNC)
2– Conicet
3 – Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología (IDIT - Conicet)
4 – Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE - Conicet/UNC)
5 – Observatorio Astronómico de Córdoba
6 – Observatorio Astronómico Félix Aguilar, Universidad Nacional de San Juan
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