Fa pocs dies es va detectar una taca enorme en el Sol que apunta a la Terra. Aquest físic solar analitza el fenomen i les seves conseqüències
El
El físic solar, Antonio Ferriz-Mas, professor de la Universitat de Vigo i investigador associat de l'Institut d'Astrofísica d'Andalusia (IAA) AF
JOSEP FITA | Sigue a este autor en Twitter o Google +
Redactor
Una gran taca solar, deu vegades la grandària de la Terra, apunta cap al nostre planeta. Així ho han determinat investigadors de l'Administració Nacional Atmosfèrica i Oceànica dels Estats Units (NOAA). Quines conseqüències pot comportar aquesta realitat? De quina manera pot afectar el nostre planeta? Com s'originen aquestes taques i de què s'alimenten? Aquestes i moltes altres preguntes troben resposta en l'anàlisi del físic solar Antonio Ferriz-Mas, professor de la Universitat de Vigo i investigador associat de l'Institut d'Astrofísica d'Andalusia (IAA). És autor, entre d'altres, de l'estudi, publicat el passat mes de desembre a Astronomy & Astrophysics, que planteja la possibilitat que els planetes influeixin en l'activitat magnètica solar.
Diria que està taca detectada pels científics és de les més grans mai trobada?
En tots els cicles hi ha taques molt grans, i ha hagut taques més grans que la que ens ocupa en cicles anteriors. No és una cosa anormal que aparegui una taca així en un cicle d'onze anys. El que passa és que en tenir els cicles aquesta llarga durada el públic en general, no així els científics, no es recorda del que va passar en etapes passades.
Els científics expliquen que aquesta taca ja estava identificada, però que no els preocupava perquè no apuntava cap a la Terra ...
Perquè era a la part oposada del Sol La nostra estrella trencada en un període aproximat d'un mes. Si la taca dura dues setmanes, cap problema, perquè quan el Sol ha completat mitja rotació, que són gairebé 15 dies, aquesta ha desaparegut. Però si la taca és molt gran i dura un mes, quan el Sol doni la volta la tindrem davant.
I aquí sorgeix el problema ...
Abans o després s'efectuarà una ejecció de massa coronal, el que passa és que no ha de ser en direcció a la Terra. I és que el Sol és una esfera. Si un agafa un punt d'aquesta esfera i dibuixa una línia recta perpendicular a la superfície, aquesta línia recta no ha de apuntar cap al nostre planeta. El fet que hi hagi una taca gegantesca solar no garanteix que vagi a donar-nos de ple.
Com s'originen les taques solars?
No hi ha unanimitat total entre la comunitat de físics solars sobre el procés, anomenat dinamo, que genera el camp magnètic solar. L'únic que està clar és que els camps magnètics que s'observen en la superfície del Sol arriben a aquesta procedents de l'interior de l'estrella. Des dels anys 80, cada vegada hi ha més físics solars, entre ells un servidor, que pensa que l'origen del camp magnètic de les taques solars és a la tacoclina.
La tacoclina.
Es pensa que és en aquesta part del Sol, a 200.000 quilòmetres per sota de la superfície, on es generen els intensos camps magnètics que després emergiran a la superfície en forma de taques [des del centre cap a fora, les zones del Sol són: nucli , zona radiativa, tacoclina, zona convectiva, fotosfera, cromosfera i corona]. No obstant això, en no poder-se observar tants milers de quilòmetres per sota de la superfície, queda, per ara, en una hipòtesi.
Què mecanisme produeix l'energia magnètica que després emergeix a la superfície del Sol?
Es pensa que l'energia magnètica que hi ha emmagatzemada a les taques procedeix de la conversió d'energia cinètica de la rotació diferencial en energia magnètica.
¿Rotació diferencial?
Per sota de la tacoclina, hi ha la zona radiativa, que va des del centre fins aproximadament el 70% del radi del Sol i conté el 98% de la seva massa. Tota aquesta zona radiativa trencada gairebé de manera rígida, com una bola de billar. La zona de convecció, situada entre el 70% del radi i la fotosfera, trencada diferencialment. La tacoclina és com una capa límit situada entre dues zones amb règims de rotació molt diferents. La Terra trencada una vegada cada 24 hores, punt. Venus trencada cada 243 dies terrestres, punt. No obstant això, un planeta com Júpiter o un astre com el Sol, que són fluids, no tenen una velocitat de rotació ben definida. Això ja ho va descobrir Galileu Galilei observant les taques.
I en la tacoclina convergeixen diferents velocitats de rotació.
És on es genera el que s'anomena el procés dinamo que converteix l'energia cinètica de la rotació diferencial en energia magnètica. Passa bàsicament el mateix que en una dinamo d'una bicicleta, d'aquí el nom.
Llavors, la taca que es veu a la superfície ve a ser la traducció d'aquest efecte dinamo que succeeix a l'interior de l'astre ...
Correcte. Es pensa que a la tacoclina el camp magnètic no està distribuït de manera uniforme. És a dir, que no està tota ella plena de camp magnètic. El que passa és que aquest queda concentrat en estructures tubulars que reben el nom de tubs de flux magnètic. Aquests tubs, que van augmentant la seva intensitat per efecte de la rotació diferencial, i potser per altres mecanismes, contenen un camp magnètic que pot arribar fins als 100.000 o 120.000 Gauss i són una mica menys densos que tot allò que els envolta. Per què? Perquè en l'interior d'una estrella, on hi ha un camp magnètic molt intens, la densitat és una mica menor. Com que la densitat menor, aquests suren, i una cosa que flota es va cap amunt.
Entenc ...
A mesura que el camp magnètic es va incrementant, per l'efecte dinamo, i supera un valor crític, aquests tubs es fan inestables. Per què? Perquè suren molt. És en aquest punt quan part del tub ascendeix i es fica a la zona de convecció (on es donen unes condicions que fan que el tub vagi incrementant la seva inestabilitat, és a dir, que suri cada vegada més). Les simulacions numèriques per ordinador indiquen que en aproximadament un mes un tub de flux que es fa inestable a la tacoclina arriba a la superfície i forma un parell de taques.
Un parell?
Sí, un parell. Imagini que vostè està sota l'aigua, en una piscina, i sosté cada un dels extrems d'un tub corbat, en forma de 'o' invertida, amb les mans. Quan va pujant les mans, arriba un moment en què el tub surt de l'aigua. Fent una analogia, la superfície de l'aigua seria la fotosfera, i l'aigua de la piscina seria la zona de convecció. En el moment que el tub emergeix de l'aigua, aquest la talla per dos llocs, perquè té dos 'potes', com la lletra 'o' invertida. Cada punt on el tub talla la superfície és una taca. En realitat, la taca és la intersecció del tub amb la superfície, però com el tub està corbat no hi ha una única intersecció, sinó dos.
Sabem com apareixen ... però, com s'esvaeixen?
Part es dissipa, part d'aquest camp magnètic pot anar a l'espai quan hi ha una explosió, i part pot desaparèixer en enfonsar per sota de la fotosfera: la matèria es refreda, torna tot més, i s'enfonsa. Però, mentre hi ha una sola causa que fa que el camp magnètic emergeixi, en la seva desaparició no hi ha una única causa. Hi ha taques que desapareixen en poques setmanes i altres poden durar més d'un mes.
Suposo que la part que explota i viatja per l'espai és la que ens pot arribar a afectar. Però, ¿què origina aquesta explosió?
A la corona del Sol les condicions són molt diferents que a la fotosfera, el mitjà és molt poc dens. La temperatura de la corona pot arribar a un o dos milions de graus Kelvin, mentre que la taca que observem en la fotosfera té una temperatura d'entre 3.000 i 4.500 graus Kelvin. La pressió a la corona és baixíssima, pràcticament és el buit. Les estructures magnètiques de la corona, que deuen el seu origen al camp magnètic de la taca, acaben fent inestables.
Una cosa semblant passa amb ...
D'alguna manera és semblant al que passa en un núvol. En un núvol hi ha cristalls de gel i gotetes d'aigua. Tots dos van augmentant de mida perquè cada vegada se'ls van enganxant més molècules d'aigua per coalescència [propietat de les coses d'unir-se o fondre]. Arriba un moment que això es fa inestable i cau en forma de precipitació. Doncs a la corona, les estructures magnètiques acaben fent inestables. Poden passar dies, setmanes i fins i tot un mes, però acaben fent inestables. Per cert, en aquest 2013 hi haurà algunes tempestes solars i moltes aurores boreals.
Però no cal preocupar-se, no? El camp magnètic de la Terra serà escut suficient ...
La matèria de l'ejecció coronal tendeix a penetrar pels pols magnètics de la Terra, perquè aquí el camp magnètic terrestre apantalla menys [arran d'aquest fenomen sorgeixen les aurores boreals]. És com l'escut protector de les pel · lícules de ciència ficció que s'activa i repel · leix els míssils. La idea no és una tonteria: el camp magnètic de la Terra ens protegeix de l'ejecció de matèria procedent del Sol desviant (i també dels energètics raigs còsmics, procedents de les explosions de supernoves, que viatgen per la Galàxia guiats per les línies del camp magnètic galàctic).
Però penetra pels pols, perquè aquí l'efecte pantalla és més feble.
Pot penetrar per aquí, pels pols magnètics terrestres. Cal matisar que quan parlem de pols magnètics no estem parlant concretament del pol Nord i del pol Sud. Estan a prop, però no són el mateix. El pol Nord magnètic es troba al nord de Canadà, no és el pol Nord geogràfic. I el Sud està a l'Antàrtida, però no coincideix amb el pol Sud geogràfic.
I quines conseqüències pot tenir per a aquests punts l'arribada d'una tempesta magnètica?
Es poden veure afectades, per exemple, les comunicacions entre els avions i les seves bases. Per tant, durant una tempesta magnètica pot ocórrer que durant hores, o algun dia, no pugui haver vols que passin prop dels pols. El perill és que es perdin les transmissions, que l'avió perdi el contacte amb terra.
La sort és que podem preveure ...
Efectivament. Primer es veuen els centelleigs de la ejecció magnètica i, dies després, aquesta arriba a la Terra. I és que la matèria de l'ejecció no viatja a la velocitat de la llum. Nosaltres veiem l'ejecció en llum, i del Sol a la Terra hi ha vuit minuts a aquesta velocitat. Però la matèria, encara que es desplaça ràpidament, no ho fa a la velocitat de la llum, triga diversos dies. Llavors nosaltres sabem amb 48 hores d'antelació, o més, que hi haurà una tempesta magnètica i es pot donar l'ordre, per exemple, que els avions no volin prop dels pols.
Més enllà dels avions, pot haver un altre tipus de conseqüències?
Pot haver problemes a Canadà, que és la zona més vulnerable de l'hemisferi nord. L'hemisferi sud també és vulnerable, però a l'Antàrtida no viu gairebé ningú. Hi hauria la possibilitat que una tempesta magnètica molt intensa pogués deixar mig Canadà i part dels EUA sense llum durant dies en quedar afectades les centrals de producció elèctrica, les línies de transmissió. I és que aquestes estan intercomunicades.
Quina feina ...
He llegit algunes informacions que m'han semblat molt catastròfiques respecte a la taca trobada a la fotosfera. En tots els cicles solars, que són d'onze anys, hi ha explosions d'aquest tipus. És veritat que el govern de Canadà ha avisat als seus conciutadans que acumulin aigua i menjar a casa. Però això té sentit perquè Canadà és més vulnerable als efectes d'una gran tempesta magnètica per la seva proximitat al pol Nord magnètic. És millor que la gent tingui a casa menjar i aigua per si estan una setmana sense llum. Això pot passar, però no és l'Apocalipsi. És veritat, però, que com que avui tenim una dependència total amb l'electricitat, doncs sí, pot ser greu.
Hi ha hagut precedents de tempestes de magnituds importants ...
Sí, va ocórrer en el passat, però, per exemple, en els segles anteriors al XX no tenien tanta repercussió, perquè no hi havia xarxes d'energia elèctrica. El 1859 es va registrar la tempesta solar més gran de la que es té constància [es va batejar amb el nom de 'Esdeveniment Carrington']. Va afectar als sistemes de telègraf d'Europa i dels Estats Units i va haver aurores boreals que es van veure en gran part del món.
Això vol dir que va ser molt fort.
Així és. El 2006, vaig estar en un congrés sobre magnetisme solar on un dels ponents, d'Aràbia Saudita, parlava de fenòmens descrits en textos històrics que clarament es poden identificar com aurores boreals sobre la península Aràbiga i Orient Pròxim. I Aràbia està molt lluny del pol Nord! També he sentit parlar d'aurores boreals a les Illes Canàries, que estan només 28 graus per sobre de l'Equador. Això dóna una idea de la virulència de la tempesta magnètica en qüestió. Però en no haver llavors, quan van ocórrer, energia elèctrica ni xarxes de transmissió, aquestes no deixarien de ser una anècdota.
Llegir més:
Segueix-nos a: https://twitter.com/ @ LaVanguardia | http://facebook.com/LaVanguardia
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada