Los investigadores que estudian estrellas similares al Sol, así como la evidencia histórica de los anillos de los árboles y el hielo de los glaciares, sugieren que los eventos solares extremos, incluidas las superllamaradas, ocurren con más frecuencia de lo que se pensaba anteriormente. Los hallazgos, derivados de datos de miles de estrellas observadas por Kepler, indican que las violentas tormentas solares son una parte normal de la actividad solar, lo que subraya la necesidad de una previsión meteorológica espacial eficaz y de proteger la infraestructura tecnológica de la Tierra.
El Sol es una estrella inestable, como lo demuestran las inusualmente fuertes tormentas solares de este año, que produjeron impresionantes auroras incluso en latitudes bajas. ¿Pero nuestra estrella se volverá más extrema? Las pistas sobre los estallidos solares más violentos se conservan en los antiguos anillos de los árboles y en el hielo de los glaciares que datan de miles de años. Sin embargo, estos registros naturales proporcionan sólo evidencia indirecta, lo que dificulta determinar con qué frecuencia ocurrieron tales eventos. La medición directa de la radiación solar sólo ha sido posible desde el comienzo de la era espacial.
Para comprender mejor el comportamiento del sol a largo plazo, los científicos han recurrido a las estrellas. Los telescopios espaciales modernos monitorean miles de estrellas y rastrean los cambios en su brillo a lo largo del tiempo. Las superllamaradas, que liberan más de mil billones de julios de energía en un corto período de tiempo, aparecen como picos en estas observaciones.
"No podremos observar el Sol durante miles de años", explica el director y coautor del MPS, el profesor Sami Solanki, explicando la idea básica detrás de la investigación. "Sin embargo, podemos monitorear el comportamiento de miles de estrellas muy similares a nuestro Sol durante cortos períodos de tiempo. Esto nos ayuda a estimar la frecuencia con la que ocurren las superllamaradas", añadió.
En el estudio actual, un equipo formado por investigadores de la Universidad de Graz (Austria), la Universidad de Oulu (Finlandia), el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, la Universidad de Colorado Boulder (EE.UU.), así como la Comisión París-Saclay de Energías Atómicas y Alternativas y la Universidad de la Cité de París analizaron datos de 56.450 estrellas similares al Sol observadas por el telescopio espacial Kepler de la NASA entre 2009 y 2013. Los datos de Kepler nos dan evidencia de actividad estelar durante 220.000 años", dijo el profesor Alexander Shapiro de la Universidad de Graz.
La clave de este estudio es una cuidadosa selección de estrellas a considerar. Al fin y al cabo, la estrella elegida debería ser un "pariente" especialmente cercano al Sol. Por lo tanto, los científicos sólo aceptan estrellas con temperaturas superficiales y brillo similares a los del Sol. Los investigadores también descartaron muchas fuentes de error, como la radiación cósmica, el paso de asteroides o cometas y estrellas no similares al Sol que podrían explotar accidentalmente cerca de estrellas similares al Sol en las imágenes de Kepler. Para hacer esto, el equipo analizó cuidadosamente cada imagen de una posible superllamarada (de solo unos pocos píxeles de tamaño) y contó solo aquellos eventos que podrían atribuirse de manera confiable a una de las estrellas elegidas.
De esta forma, los investigadores encontraron 2.889 superllamaradas en 2.527 de las 56.450 estrellas observadas. Esto significa que, en promedio, una estrella similar al Sol produce una superllamarada aproximadamente una vez cada cien años.
"Los cálculos con dinamo de alto rendimiento de estas estrellas similares al Sol explican fácilmente el origen magnético de la intensa liberación de energía durante tales superllamaradas", dijo el coautor Dr. Allan Sacha Brun de la Comisión Paris-Saclay de Energías Atómicas y Alternativas y la Universidad Paris-Cité.
sorprendentemente a menudo
"Nos sorprendió mucho que las estrellas como el Sol experimenten superllamaradas con tanta frecuencia", dijo el primer autor, el Dr. Valeriy Vasilyev, del MPS. Investigaciones anteriores realizadas por otros grupos de investigación han descubierto que las superllamaradas ocurren en promedio entre mil e incluso 10.000 años. Sin embargo, estudios anteriores no pudieron determinar el origen exacto de las llamaradas observadas y tuvieron que limitar sus estudios a estrellas que no tenían vecinas demasiado cercanas en las imágenes de los telescopios. El estudio actual es el más preciso y sensible hasta la fecha.
Los estudios que buscan evidencia de violentas tormentas solares que afectan a la Tierra también han demostrado que el tiempo promedio entre eventos solares extremos es más largo. Cuando el flujo de partículas energéticas del sol es particularmente alto, producen átomos radiactivos detectables, como el isótopo de carbono radiactivo 14C. Luego, estos átomos se depositan en archivos naturales, como los anillos de los árboles y el hielo de los glaciares. Por lo tanto, incluso miles de años después, se puede inferir una afluencia repentina de partículas solares de alta energía midiendo la cantidad de 14C utilizando tecnología moderna.
De esta manera, los investigadores pudieron identificar cinco eventos extremos de partículas solares y tres eventos candidatos durante los últimos 12.000 años del Holoceno, con una tasa de ocurrencia promedio de uno cada 1.500 años. Se cree que el más violento ocurrió en el año 775 d.C. Sin embargo, es probable que en el pasado hayan ocurrido muchos más eventos violentos de partículas y superllamaradas. "Aún no está claro si las llamaradas gigantes siempre van acompañadas de eyecciones de masa coronal y cuál es la relación entre las superllamaradas y los eventos extremos de partículas solares. Esto requiere más estudios", señaló el coautor, el profesor Ilya Usoskin de la Universidad de Oulu, Finlandia. Por lo tanto, observar la evidencia terrestre de eventos solares extremos pasados puede subestimar la frecuencia de las superllamaradas.
Predecir un clima espacial peligroso
El nuevo estudio no revela cuándo volverá a hacer erupción el sol. Sin embargo, los hallazgos instan a tener precaución. "Los nuevos datos son un claro recordatorio de que incluso los eventos solares más extremos son parte de la actividad natural del sol", dijo la coautora Dra. Natalie Krivova, MPS. El evento Carrington de 1859 fue una de las tormentas solares más violentas de los últimos 200 años, durante la cual las redes telegráficas colapsaron en gran parte del norte de Europa y América del Norte. Se estima que las llamaradas asociadas liberan sólo el uno por ciento de la energía que las superllamaradas. Hoy en día, además de las infraestructuras en la superficie terrestre, también están en riesgo los satélites.
Por lo tanto, la preparación más importante para las tormentas solares severas es realizar pronósticos confiables y oportunos. Por ejemplo, los satélites se pueden desconectar como medida de precaución. A partir de 2031, la sonda espacial Vigil de la ESA ayudará en los esfuerzos de previsión. Desde su posición ventajosa en el espacio, observará el Sol desde un lado y detectará procesos que podrían provocar un clima espacial peligroso en nuestro planeta mucho antes que las sondas terrestres. MPS está desarrollando actualmente generadores de imágenes polarimétricas y magnéticas para esta misión.
Compilado de /scitechdaily