CIENCIA
Descubren un método para evitar una catástrofe solar
El mundo tendría un día para proteger los satélites, las redes eléctricas y los sistemas GPS de la devastadora acción de una tormenta solar de gran intensidad
Un grupo norteamericano de investigadores podría haber descubierto un método para predecir llamaradas solares con más de un día de antelación, lo que nos daría un tiempo precioso para proteger los satélites, las redes eléctricas y los sistemas GPS de la devastadora acción de una tormenta solar de gran intensidad. El hallazgo se acaba de publicar en Astroparticle Physics.
El trabajo podría ser de vital importancia para prevenir los devastadores efectos que tendría una gran tormenta solar sobre los sistemas electricos y electrónicos en la Tierra. Algo para lo que, hoy en día, no estamos lo suficientemente preparados.
El sistema consiste en medir las diferencias de la radiación gamma que emiten los átomos radiactivos a medida que se desintegran. Se sabe que el ritmo al que se produce esta decadencia radiactiva es constante y, aunque hasta ahora nadie lo había pensado, el fenómeno se puede aprovechar para predecir la inminencia de una llamarada solar.
La nueva técnica de detección se basa en la hipótesis de que la tasa de desintegración de diferentes elementos radioactivos está influenciada por la actividad solar, en concreto por los haces de neutrinos que el Sol emite continuamente. Y esta influencia, que cambia con las estaciones, al variar la distancia del Sol a la Tierra, puede variar también de forma significativa cuando está a punto de producirse una llamarada solar. La hipótesis está avalada por más de una docena de estudios desde que fuera propuesta en el año 2006. Y ahora puede ser utilizada para construir un eficaz sistema de alerta que nos avise con antelación de la actividad del Sol.
Ephraim Fischbach, profesor de Física de la Universidad de Purdue, y Jere Jenkins, ingeniero nuclear de la misma institución, están convencidos, en efecto, de que el estudio de este fenómeno sentará las bases para el desarrollo de un nuevo sistema de alertas solares.Jenkins descubrió que la tasa de desintegración radiactiva de ciertos isótopos sufre sutiles cambios hasta 39 horas antes de producirse una llamarada en el Sol.
"Es la primera vez -explica Fischbach- que el mismo isótopo se utiliza en dos experimentos diferentes, en dos laboratorios diferentes, y que en ambos se obtienen los mismos resultados".
Los investigadores partieron de un trabajo anterior realizado por físicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven. Durante seis años (entre 2005 y 2011) se recopilaron los datos de la calibración semanal rutinaria de un instrumento que mide la seguridad radiológica en un reactor de investigación de la Universidad Estatal de Ohio. Y se descubrió que se producía una clara variación estacional en la tasa de desintegración de un isótopo radiactivo del cloro. El cloro 36, en efecto, se desintegraba más rápido durante los meses de enero y febrero, mientras que entre julio y agosto ese ritmo decrecía de forma apreciable.
Sorprendentemente, Fischbach y Jenkins hallaron el mismo patrón de diferencias al analizar diez grandes llamaradas solares sucedidas entre 2006 y este mismo año. "Hemos visto una y otra vez -afirma Fischbach- una señal que precedía a las llamaradas solares. Y creemos que eso tiene un importante valor predictivo".
Partiendo de estas premisas, los científicos de la Universidad de Purdue utilizaron una fuente radiactiva (manganeso 4), y un detector de rayos gamma. A medida que el manganeso iba decayendo, transformándose en cromo 54, emitía radiación gamma que era recogida por el detector.
De esta forma, los investigadores se dieron cuenta de que el fenómeno variaba al variar la distancia entre la Tierra y el Sol. Y que las tasas de desintegración radiactiva eran muy diferentes, por ejemplo, en enero y en julio, cuando nuestro planeta está, respectivamente, más cerca y más lejos del Sol.
Neutrinos solares
"Cuando la Tierra está más lejos -afirma Jenkins- tenemos menos neutrinos solares y el decaimiento del isótopo es un poco más lento. Cuando estamos más cerca, hay más neutrinos y el decaimiento es más rápido". Y lo mismo sucede durante las tormentas solares. "Lo que esto nos está diciendo -asegura Fischbach- es que el Sol influye en la tasa de desintegración de los isótopos radiactivos".
Algo que, de paso, se opone al principio enunciado por Ernest Rutherford (el "padre" del átomo), que en la década de los 30 del pasado siglo estableció que la tasa de radioactividad es constante y no puede ser alterada por causas externas. Para Jenkins, y dado que los neutrinos no tienen carga ni prácticamente masa, "la idea de que éstos pueden interactuar con algo escapa a la Física. Y lo que nosotros estamos diciendo es que algo que no puede interactuar con nada está cambiando algo que no puede ser cambiado".
Difícil de creer, pero los datos son tozudos. Y si no son los neutrinos los que están afectando al ritmo de desintegración radiactiva "puede que lo esté haciendo un tipo de partícula aún desconocida". En todo caso, tanto Jenkins como Fischbach sostienen que se necesita profundizar en la investigación utilizando instrumentos aún más sensibles que puedan confirmar su hallazgo.
En 1899, Rutherford publicó un documento esencial, en el que describía el poder de penetración de las radiaciones.
Dedujo que el uranio emitía dos radiaciones diferenciadas, puesto que tenían poder de penetración distinto.
A la radiación menos penetrante la llamó radiación alfa, y a la más penetranteradiación beta.
En 1902, con la ayuda de un químico de Montreal, Frederick Soddy, llegó a la conclusión de que las emanaciones de torio son átomos radiactivos, pero sin ser torio, y que la radioactividad viene acompañada de una desintegración de los elementos.
Este descubrimiento provocó un gran revuelo entre los químicos, los cuales estaban muy convencidos del principio de indestructibilidad de la materia. Una gran parte de la ciencia de la época se basaba en este concepto. Por ello, este descubrimiento representó una auténtica revolución, pues la calidad de los trabajos de Rutherford no dejaba margen a la duda.
El mismísimo Pierre Curie tardó dos años en admitir esta idea, a pesar de que ya había constatado con Marie Curie que la radioactividad ocasionaba una pérdida de masa en las muestras. Pierre Curie opinaba que perdían peso sin cambiar de naturaleza.
En 1904, Rutherford resumió el resultado de sus investigaciones en un libro titulado "Radioactividad", en el que explicaba que la radioactividad no estaba influenciada por las condiciones externas de presión y temperatura, ni por las reacciones químicas, pero que comportaba un desprendimiento de calor superior al de una reacción química. Explicaba también que se producían nuevos elementos con características químicas distintas, mientras desaparecían los elementos radiactivos.
El descubrimiento de la radiación alfa y beta, y que la radiactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos, le valió ganar el Premio Nobel de Química en 1908.
por otra parte: De confirmarse, habrían quedado sentadas las bases para crear un sistema de alertas solares capaz de advertirnos de la inminencia de una catástrofe electromagnética que nos deje sin electricidad ni comunicaciones durante meses o incluso años.
Desconectar a tiempo
Según Antti Pulkkinen, un investigador de la Universidad Católica de América que trabajan en el Goddard Space Flight Center de la NASA, “Solar Shield es un sistema de previsión, nuevo y experimental, aplicado a la red de distribución eléctrica de América del Norte. Creemos que puede ser útil para desconectar a tiempo transformadores específicos a partir de la predicción de cuáles de ellos podrían ser afectados por una tormenta solar.”
La causa del mal funcionamiento de las redes eléctricas durante esos eventos tiene su origen en un efecto conocido como GIC (“Geomagnetically Induced Current”, o “corriente inducida geomagnéticamente”). Cuando la nube de partículas solares generadas durante una tormenta golpea el campo magnético de la Tierra hace que este comience a “temblar”. Estas vibraciones magnéticas inducen corrientes en todas las regiones de la atmósfera, sobrecargando circuitos, interruptores y -en casos extremos- derritiendo las bobinas de los transformadores eléctricos.
EFE / WASHINGTON
Día 08/08/2013 - 07.39h
El proceso, que ocurre cada once años, puede
interferir las comunicaciones por radio y afectar a la temperatura del planeta
En los próximos tres a cuatro
meses el campo magnético del Sol, en el que se bañan la Tierra y todos
los planetas del Sistema Solar,completará una inversión de polaridad, un
proceso que ocurre cada once años, ha informado la agencia espacial
estadounidense NASA. «Este cambio tendrá repercusiones en todo el Sistema
Solar», ha dicho el físico solar Todd Hoeksema, de la Universidad de Stanford,
en California, en declaraciones para la NASA.
Los
científicos sospechaban que los cambios en la cantidad de la energía solar que
llega a la Tierra y su capacidad de bloquear los rayos cósmicos podían influir
en la temperatura en todo el mundo. Pero en este caso, el Astro rey es inocente
Los cambios en la cantidad de la
energía del Sol que llega a la Tierra se habían propuesto con
anterioridad como un factor del aumento de la temperatura global, al igual que
la capacidad del Sol de bloquear los rayos cósmicos. Se ha
mantenido que los rayos cósmicos podían tener un papel sustantivo en el
enfriamiento de la Tierra mediante el fomento de la formación de nubes, que
posteriormente reflejan los rayos del sol hacia el espacio. De acuerdo con esta
teoría, en períodos de alta actividad el Sol bloquea algunos de los rayos
cósmicos que entrarían en la atmósfera de la Tierra, de modo que se forman
menos nubes y las temperaturas de la superficie de la Tierra ascienden.
En un intento de cuantificar el efecto
que la actividad solar, ya sea directamente o a través de los rayos cósmicos,
puede haber tenido sobre las temperaturas mundiales en el siglo XX, Sloan y
Wolfendale compararon los datos sobre la tasa de rayos cósmicos que entran en
la atmósfera -que puede ser utilizada como un indicador de la actividad solar-
con el registro de las temperaturas globales remontándose hasta 1955. Los
investigadores encontraron una pequeña correlación entre los rayos
cósmicos y las temperaturas globales que se produce cada 22 años. Sin
embargo, el cambio de la tasa de rayos cósmicos ocurrió entre uno y dos años
después del cambio de temperaturas, lo que sugiere que la causa no puede
deberse a los rayos cósmicos y la formación de nubes, pero sí puede ser debida
a los efectos directos del sol.
Comparando las pequeñas oscilaciones en
la frecuencia de rayos cósmicos, utilizando los datos de dos monitores
de neutrones, y la temperatura con las tendencias generales desde 1955,
Sloan y Wolfendale encontraron que menos del 14 por ciento del calentamiento
global investigado durante este período podría ser atribuible a la actividad
solar. Además, los investigadores revisaron sus estudios previos y repasaron la
literatura anterior para encontrar otras evidencias de un vínculo entre la
actividad solar y el aumento de las temperaturas globales existentes. Sus
resultados indican que, en general, la contribución del cambio de la actividad
solar, ya sea directamente o por medio de los rayos cósmicos, era aún menor,
por lo que no ha incidido en más del 10 por ciento del calentamiento global en
el siglo XX.
Los investigadores también han llegado a la conclusión
de que la llamada evidencia paleontológica sobre esta relación, derivada del
estudio de isótopos de carbono y oxígeno, era "débil y confusa", y
que un estudio más reciente que vinculaba los rayos cósmicos con la cobertura
de nubes de bajo nivel fue defectuoso porque la correlación sólo ocurrió en
algunas regiones en lugar de en todo el planeta.
Sloan y Wolfendale también han analizado
los resultados del experimento NUBE en el CERN, con el que los
investigadores están buscando la manera en la que los rayos cósmicos pueden
ionizar, o cargar, los aerosoles en la atmósfera, lo que puede influir en cómo
se forman las nubes. Incluso han examinado los casos en que los acontecimientos
del mundo real producen ionizaciones a gran gran escala en la atmósfera. Cabría
esperar que eventos como el desastre nuclear de Chernobyl o las pruebas
de armas nucleares afectaran a la producción de aerosoles en la
atmósfera, pero estos efectos no han podido ser encontrados.
El profesor Sloan ha comentado que “esta
publicación revisa todo nuestro trabajo para tratar de encontrar una conexión
entre los rayos cósmicos y la formación de nubes con los cambios en la
temperatura global. Llegamos a la conclusión de que el nivel de la
contribución del cambio en la actividad solar es menor a un 10 por ciento del
calentamiento global observado en el siglo XX”
CIENCIA
Día 12/11/2013 - 11.31h
Los
efectos del fenómeno, que ocurre cada once años, se harán notar en todo el
Sistema Solar y pueden afectar a las grandes redes eléctricas y de
comunicaciones en la Tierra
NASA
Si pudiéramos viajar hasta el Sol con
una brújula, pensaríamos que el instrumento se ha vuelto loco. La aguja se
empeñaría en apuntar hacia el Sur donde debería estar el Norte, y viceversa. El
motivo es que el campo magnético del Astro rey está a punto de invertirse
por
completo, un fenómeno cíclico que ocurre exactamente cada once
años y cuyos efectos a gran escala se hacen notar en todo el Sistema
Solar. También la Tierra, como es lógico, está dentro de su campo de
influencia, aunque esto no supone ningún peligro. Sin embargo, los científicos
advierten de que puede afectar a nuestras redes de distribución de
energía y los satélites GPS. Por este motivo, un grupo de investigadores del Observatorio Solar Wilcox de
la Universidad de Stanford sigue atentamente todo lo que ocurre en la
superficie solar.
Aunque el mecanismo exacto interno que
impulsa el cambio no se entiende completamente, estos investigadores han
monitoreado el campo magnético del Sol a diario desde 1975 y pueden identificar
el proceso con facilidad. Esta será la cuarta inversión que observen.
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