Una
estrella con dos Polo Norte
por
Tony Phillips
NASA
Science News
28 - Abr - 2003.
traducido por Jesús Guerrero.
Algunas veces el campo magnético del Sol se distorsiona y los efectos se sienten a lo largo del Sistema Solar. Hace tres años, algo muy extraño pasó en el Sol. Normalmente, nuestra estrella, al igual que la Tierra, tienen un Polo Norte y un Polo Sur magnético. Pero durante casi un mes, a comienzos de marzo del año 2000, el Polo Sur magnético del Sol se desvaneció y surgió un nuevo Polo Norte. El Sol tenía dos Polo Norte.
"Esto parece imposible, pero es verdad", dijo el físico espacial Pete Riley del Science Applications International Corporation (SAIC) en San Diego. "De hecho, es un efecto extremo bastante normal del ciclo solar".
Cada 11 años, alrededor del máximo solar, el campo magnético del Sol se dobla y reorganiza como si el Sol estuviese debajo de un dinamo magnético. El evento de marzo del 2000 fue simplemente una parte de ese levantamiento.
"El Polo Sur realmente nunca desapareció", nota Riley. Emigró hacia el Norte y formó una banda magnética Sur, adherida a regiones cercanas al Ecuador del Sol.
En mayo del 2000, el Polo Sur había vuelto a su punto usual, cerca del eje del giro del Sur del Sol, pero no por mucho tiempo. En el 2001, el campo magnético del Sol conmocionó de nuevo; los Polos Norte y Sur intercambiaron posiciones, situación que se mantiene hasta la actualidad.
Usando un supercomputador llamado "Horizonte Azul" y datos de sondas espaciales (sobre todo los provenientes de las sondas ACE de la NASA y Ulises de la ESA) Riley y sus colegas están estudiando cómo estos cambios complejos pueden afectar nuestro planeta.
"El campo magnético del Sol se proyecta a todo el Sistema Solar", explica Riley. "Interactúa con la Tierra y es el que acciona el clima espacial".
La inmensa región de espacio inundada por el campo magnético del Sol se llama heliosfera. Los nueve planetas orbitan dentro de él. Pero lo más grande en la heliosfera no es un planeta o incluso el Sol. Es la "hoja de corriente" (Current Sheet), una superficie expandida dónde la polaridad del campo magnético del Sol cambia de positivo (Norte) a negativo (Sur).
"Nosotros lo llamamos "hoja de corriente", dice Riley, "porque allí se encuentra un flujo de corriente eléctrica de aproximadamente 10-10 amperios/m2. " El filamento de una bombilla ordinaria tiene dieciséis órdenes más de magnitud.
Pero lo que a la hoja de corriente le falta en amperaje, le sobra en tamaño. Esta película tiene un espesor de unos 10.000 kms y se extiende desde el Sol hasta más allá de la órbita de Plutón. "Toda la heliosfera está organizada en torno a ésta gigante hoja.
Ordinariamente, las hojas de corriente circundan el Ecuador del Sol como una falda ondulada alrededor de la cintura de una bailarina. Pero durante el evento del doble Polo Norte de marzo del 2000, esta hoja de corriente fue radicalmente alterada: La ondulación aumentó.
Las irregularidades aparecían. Su "morfología" cambió de la falda de una bailarina a la de una gigantesca concha marina.
Interesante para un físico solar, quizás...
... pero las personas ordinarias también deben preocuparse por esto. Primero debido a los energéticos rayos cósmicos: Las hojas de corrientes actúan como una barrera a los rayos cósmicos que viajan a través de la heliosfera. Los rayos cósmicos no pueden cruzar la hoja; en cambio fluyen a lo largo de ella. La forma de la hoja de corriente determina, por consiguiente, cuántos rayos cósmicos golpean la Tierra.
El tiempo espacial es otra razón: Como la Tierra gira en torno al Sol, entra y sale de la ondulante hoja de corriente. En un lado, el campo magnético del Sol apunta al Norte (hacia el Sol), en el otro lado apunta al Sur (fuera del Sol).
Los campos magnéticos solares que apunta hacia el Sur tienden a cancelar el campo magnético de la Tierra. La energía del viento solar puede entonces penetrar el espacio local alrededor de nuestro planeta y alimentar tormentas geomagnéticas.
Las tormentas geomagnéticas pueden ser buenas y malas. Malas porque pueden causar cortos circuitos en los satélites artificiales y dañar circuitos de protecciones electrónicas de potencia en Tierra y buenas, porque activan las auroras, que los observadores del cielo disfrutan. "Si pudiéramos hacer un mapa diario de la hoja de corriente, podríamos hacer una buena predicción sobre estas tormentas".
Sin embargo hay un problema: la hoja de corriente es invisible. "Nosotros no podemos verla a través de telescopios óptico. El medio de que disponemos es el del cálculo".
Riley y sus colegas han desarrollado un programa en computadora para hacer eso. Los datos de entrada son las mediciones del campo magnético superficial del Sol; éstos son tomados a diario por los telescopios en la Tierra.
El programa aplica las ecuaciones de magnetohidrodinámica resistiva para calcular cómo el viento solar electrizado arrastra el campo magnético a través del Sistema Solar.
El episodio del doble Polo Norte proporcionó una prueba importante de su software.
"Nosotros calculamos la forma de la hoja de corriente para un Sol con dos Polo Norte, revoca Riley. "El resultado parecía una cáscara de concha marina con una extensión de más de mil millones kilómetros".
¿Cómo pueden verificar estos resultados?
La nave espacial Ulises de la Agencia Espacial Europea (ESA) proporcionó los datos cruciales. A comienzos del 2000, Ulises se encontraba a unos 600 millones de kms. del Sol, posición perfecta para probar el modelo de la concha.
Cómo la nave espacial viaja a 10 km/s, cruzó la hoja de corriente en un par de ocasiones, una vez en marzo y otra en abril del 2000. Los magnetómetros de a bordo grabaron los cruces, los cuales concordaron en buena forma con las predicciones de Riley.
Usando sólo las medidas del campo magnético de la superficie del Sol, su software había predicho, con bastante éxito, el campo magnético en el espacio interplanetario a unos 600 millones de kms. Algo realmente impresionante.
"Nos ha tomado diez años desarrollar esta capacidad", dice Riley. "Nos gustaría mejorarlo aún más, incluyendo medidas de temperatura, densidad y velocidad del viento solar, parámetros que en la actualidad meramente estimamos. Nuestra última meta es proporcionar unos 4 días de antemano en la advertencia de "tormentas geomagnéticas".
Pruebas para el software de próxima generación, requerirán más datos de la sonda Ulises.
La nave espacial sigue una órbita que le permite ver las regiones polares del Sol, algo que ninguna otra nave espacial puede hacer. "Esta trayectoria única ha permitido a los científicos, por vez primera, explorar la heliosfera en tres dimensiones", dijo Riley.
Un supercomputador en la Tierra. Una nave espacial a centenares de millones de kilómetros. Trabajando juntos se encuentran listos para la próxima vez que el Sol presente un Polo Norte Extra... o algo más extraño todavía.