NASA JPL sobre nuevos conocimientos sobre cómo los mínimos solares afectan a la Tierra: ¿vatios con eso?

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El sol de hoy, manchas pequeñas y tranquilas – haz clic para ver más

Esta es la primera de lo que estoy seguro será una serie de historias solares relacionadas con el sorprendente anuncio (al menos para las personas que no han estado siguiendo WUWT desde 2008) de que parece que las manchas solares están disminuyendo, y es posible que nos dirijamos a un mínimo de tipo Maunder extendido.

Ver: ÚLTIMA HORA – importante anuncio solar de AAS: Los puntos que se desvanecen del Sol señalan una gran caída en la actividad solar

Del sitio web del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA:

Desde 1611, los humanos han registrado las idas y venidas de las manchas negras en el sol. El número de estas manchas solares aumenta y disminuye durante aproximadamente un ciclo de 11 años: más manchas solares generalmente significan más actividad y erupciones en el sol y viceversa. El número de manchas solares puede cambiar de un ciclo a otro, y 2008 vio el mínimo solar más largo y débil desde que los científicos han estado monitoreando el sol con instrumentos basados ​​en el espacio.

Las observaciones han demostrado, sin embargo, que los efectos magnéticos en la Tierra debidos al sol, efectos que causan la aparición de la aurora, no disminuyeron en sincronía con el ciclo de bajo magnetismo en el sol. Ahora, un artículo en Annales Geophysicae que apareció el 16 de mayo de 2011 informa que estos efectos en la Tierra de hecho alcanzaron un mínimo, de hecho alcanzaron sus niveles más bajos del siglo, pero unos ocho meses después. Los científicos creen que los factores en la velocidad del viento solar y la fuerza y ​​dirección de los campos magnéticos incrustados en él ayudaron a producir esta baja anómala.

«Históricamente, el mínimo solar se define por el número de manchas solares», dice el científico del clima espacial Bruce Tsurutani del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, quien es el primer autor del artículo. “Con base en eso, 2008 fue identificado como el período de mínimo solar. Pero los efectos geomagnéticos en la Tierra alcanzaron su mínimo bastante tiempo después, en 2009. Así que decidimos investigar qué causó el mínimo geomagnético”.

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Pequeños magnetómetros como estos miden la fuerza magnética en la Tierra y en la atmósfera para determinar la cantidad de energía magnética del sol que se ha transferido a la magnetosfera de la Tierra. En 2009, esa energía alcanzó mínimos históricos. Crédito de las imágenes: Glassmeier, et al.

Los efectos geomagnéticos básicamente equivalen a cualquier cambio magnético en la Tierra debido al sol, y se miden con lecturas de magnetómetro en la superficie de la Tierra. Dichos efectos suelen ser inofensivos, y el único signo evidente de su presencia es la aparición de auroras cerca de los polos. Sin embargo, en casos extremos, pueden causar fallas en la red eléctrica en la Tierra o inducir corrientes peligrosas en tuberías largas, por lo que es valioso saber cómo varían los efectos geomagnéticos con el sol.

Tres cosas ayudan a determinar cuánta energía del sol se transfiere a la magnetosfera de la Tierra desde el viento solar: la velocidad del viento solar, la fuerza del campo magnético fuera de los límites de la Tierra (conocido como campo magnético interplanetario) y en qué dirección está apuntando , ya que se necesita una gran componente hacia el sur para conectarse con éxito a la magnetosfera de la Tierra y transferir energía. El equipo, que también incluía a Walter González y Ezequiel Echer del Instituto Nacional Brasileño de Investigaciones Espaciales en São José dos Campos, Brasil, examinó cada componente por turno.

Primero, los investigadores notaron que en 2008 y 2009, el campo magnético interplanetario fue el más bajo en la historia de la era espacial. Esta fue una contribución obvia al mínimo geomagnético. Pero dado que los efectos geomagnéticos no disminuyeron en 2008, no podría ser el único factor.

Para examinar la velocidad del viento solar, recurrieron al Explorador de composición avanzada (ACE) de la NASA, que se encuentra en el espacio interplanetario fuera de la magnetosfera de la Tierra, aproximadamente a 1 millón de millas hacia el sol. Los datos de ACE mostraron que la velocidad del viento solar se mantuvo alta durante el mínimo de manchas solares. Solo más tarde comenzó una disminución constante, en correlación con el momento de la disminución de los efectos geomagnéticos.

El siguiente paso fue entender qué causó esta disminución. El equipo encontró un culpable en algo llamado agujeros coronales. Los agujeros coronales son áreas más oscuras y frías dentro de la atmósfera exterior del sol. El viento solar rápido sale disparado del centro de los agujeros coronales a velocidades de hasta 500 millas por segundo, pero el viento que sale de los lados se ralentiza a medida que se expande hacia el espacio.

«Por lo general, en el mínimo solar, los agujeros coronales están en los polos del sol», dice Giuliana de Toma, científica solar del Centro Nacional de Investigación Atmosférica cuya investigación sobre este tema ayudó a proporcionar información para este artículo. “Por lo tanto, la Tierra recibe viento solo de los bordes de estos agujeros, y no es muy rápido. Pero en 2007 y 2008, los agujeros coronales no se limitaron a los polos como es normal”.

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Los campos magnéticos del centro de los agujeros coronales en la atmósfera del sol tienen grandes fluctuaciones conocidas como ondas de Alfvén, mientras que los de los lados tienen fluctuaciones más pequeñas. Los campos laterales no transfieren tan bien la energía del sol a la magnetosfera de la Tierra. Crédito de la imagen: NASA/Parque

Esos agujeros coronales permanecieron en latitudes bajas hasta finales de 2008. En consecuencia, el centro de los agujeros permaneció apuntando firmemente hacia la Tierra, enviando viento solar rápido en la dirección de la Tierra. Solo cuando finalmente aparecieron más cerca de los polos en 2009, la velocidad del viento solar en la Tierra comenzó a disminuir. Y, por supuesto, los efectos geomagnéticos y los avistamientos de auroras junto con ella.

Los agujeros coronales también parecen ser responsables de minimizar la dirección hacia el sur del campo magnético interplanetario. Los campos magnéticos del viento solar oscilan en el viaje del sol a la Tierra. Estas fluctuaciones se conocen como ondas de Alfvén. El viento que sale de los centros de los agujeros coronales tiene grandes fluctuaciones, lo que significa que el componente magnético hacia el sur, como en todas las direcciones, es bastante grande. El viento que viene de los bordes, sin embargo, tiene fluctuaciones más pequeñas y componentes hacia el sur comparativamente más pequeños. Entonces, una vez más, los agujeros coronales en latitudes más bajas tendrían más posibilidades de conectarse con la magnetosfera de la Tierra y causar efectos geomagnéticos, mientras que los agujeros de latitudes medias serían menos efectivos.

Trabajando juntos, estos tres factores (baja intensidad del campo magnético interplanetario, combinado con una velocidad del viento solar más lenta y fluctuaciones magnéticas más pequeñas debido a la ubicación del agujero coronal) crean el entorno perfecto para un mínimo geomagnético.

Saber qué situaciones causan y suprimen la intensa actividad geomagnética en la Tierra es un paso hacia una mejor predicción de cuándo podrían ocurrir tales eventos. Para hacerlo bien, señala Tsurutani, es necesario centrarse en la estrecha conexión entre tales efectos y la compleja física del sol. “Es importante entender mejor todas estas características”, dice. “Comprender qué causa los campos magnéticos interplanetarios bajos y qué causa los agujeros coronales en general. Todo esto es parte del ciclo solar. Y todo parte de lo que causa efectos en la Tierra”.

Escrito por Karen C. Fox

Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.

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