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Detectan grandes explosiones en estrellas como el Sol

El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad

Con la ayuda del telescopio espacial Kepler, un grupo de astrónomos japoneses ha encontrado grandes fulguraciones en algunas estrellas similares al Sol, que pueden llegar a ser un millón de veces más energéticas que las solares. ¿Por qué se originan tales explosiones en estas estrellas y no en el Sol?

En la fotosfera del Sol tienen lugar violentas explosiones que, al liberar energía magnética en tan sólo unos minutos, calientan el plasma a decenas millones de grados y aceleran partículas a altísimas velocidades. Tales fulguraciones son el origen de las eyecciones de masa coronal que causan las tormentas geomagnéticas, un serio peligro no solo para las naves espaciales y los astronautas, sino para todos los equipos de radiocomunicaciones y otros muchos de tecnología en tierra. Cuando las partículas energéticas procedentes de una erupción solar alcanzan la Tierra se crean espectaculares auroras boreales y australes. Tal y como informó puntualmente ElMundo.es, una de estas tormentas solares tuvo lugar en los primeros días del pasado marzo.

Naturalmente las fulguraciones y las eyecciones de masa coronal no solo suceden en el Sol, sino que pueden observarse en un gran número de estrellas. Incluso en otras estrellas enanas de tipo solar, se habían detectado ya fulguraciones, pero de una manera poco sistemática.

Kepler: no solo exoplanetas

El telescopio espacial Kepler de la NASA viene acaparando nuestra atención en los últimos tiempos por sus excelentes resultados en la identificación de miles de candidatos a planetas extrasolares. Sin embargo, el Kepler, según vigila de manera continua las variaciones de brillo de numerosísimas estrellas para cazar los mini-eclipses que causan sus planetas, también va registrando las fulguraciones que tienen lugar en las estrellas observadas. Estos datos hacen posible un estudio muy sistemático de la frecuencia y características de tales fulguraciones.

Mega-fulguraciones

Un equipo de astrónomos japoneses encabezado por Hiroyuki Maehara (Universidad de Kioto) ha buceado en los datos adquiridos por el Kepler durante sus primeros ocho meses de observaciones a partir del año 2009. En tales datos se encuentran las variaciones de brillo de 83.000 estrellas similares al Sol. Casi todas estas estrellas tienen fulguraciones que son parecidas a las solares. Sin embargo, en 148 estrellas de la muestra se han detectado fulguraciones que pueden llegar a ser un millón de veces más energéticas que las habituales en el Sol. Aunque tales ‘mega-fulguraciones’ son fenómenos raros, pues solo se han observado en unas 2 estrellas solares por millar (0,2 %), su estudio reviste un gran interés, entre otras razones para tratar de averiguar si en nuestro Sol pudiera darse una mega-fulguración de este estilo, lo que podría tener consecuencias catastróficas para nuestro planeta.

En el Sol, las fulguraciones surgen de las manchas solares, extensas regiones oscuras que pueden alcanzar el tamaño de la propia Tierra (unos 12.000 kilómetros). De manera análoga, Maehara y su equipo han comprobado que las estrellas que causan mega-fulguraciones también presentan manchas particularmente grandes en su superficie. Según tales colosales manchas aparecen y desaparecen en la atmósfera estelar, el brillo varía de manera cuasi-periódica (de forma similar a como el brillo del Sol pasa por su ciclo de 11 años).

Las manchas estelares tienen un origen magnético. Por eso aparecen siempre por pares: un miembro del par tiene polaridad magnética positiva, y negativa el otro. Las propias estrellas, al girar de manera diferencial, se comportan como gigantescos imanes, retorciendo y entremezclando las líneas magnéticas que unen los pares de manchas estelares. Se esperaba pues que la rotación estelar influya de manera importante en la formación de fulguraciones. De hecho, Maehara y su equipo han comprobado que los soles con mega-fulguraciones tienen una marcada tendencia a rotar más rápidamente que nuestro Sol.

¿Podría suceder en el Sol?

Del total de 365 mega-fulguraciones captadas por el Kepler, 351 se ocasionaron en estrellas de rotación rápida. Pero aún quedan 14 que proceden de estrellas de tipo solar con periodos de rotación similares a los de nuestro Sol. A partir del número de mega-fulguraciones captadas, y teniendo en cuenta el número de estrellas observadas y el periodo de tiempo que duraron las observaciones, los astrónomos concluyen que estas estrellas de tipo solar sufren una fulguración de unos 300.000 trillones de KWh (3x 1023 KWh) cada 5000 años. La fulguración más energética conocida en nuestro Sol fue mil veces menos energética, pero nuestros datos apenas abarcan un periodo de 2.000 años. No obstante, no se ha encontrado ningún indicio en la Tierra de que el Sol haya tenido una de estas mega-fulguraciones en sus 4.600 millones de años de vida.

Dado que la rotación rápida no es la única causa de las mega-fulguraciones, hay que buscar otros mecanismos que también puedan ocasionarlas. La presencia de grandes planetas en órbitas cercanas a las estrellas (del tipo `Júpiter caliente´) parecen proporcionar una explicación. Tales planetas deben ser capaces de atrapar las líneas magnéticas procedentes de las atmósferas estelares y, en su giro, podrían tensarlas y retorcerlas. La ruptura de tales líneas cada cierto tiempo liberaría la energía magnética necesaria para desatar una mega-fulguración.

Sin embargo, los datos del Kepler no proporcionan ningún indicio de la presencia de un Júpiter caliente en ninguna de las 14 estrellas que, aún rotando lentamente, presentan mega-fulguraciones. ¿Quizás el fenómeno pudiera desencadenarse con planetas menores que Júpiter que no han podido ser detectados por el momento?

Hacen falta más datos y de mayor sensibilidad. Afortunadamente la vida de la misión Kepler ha sido prolongada recientemente, lo que debería permitir identificar todas las causas posibles de una mega-explosión. Solo de esa manera podremos comprender por qué nuestra estrella forma parte del feliz 99,8% de soles que no sufren mega-explosiones.

Los resultados de Mehara y colaboradores han sido publicados en el número del 16 de Mayo de la edición digital de Nature.

Otros datos interesantes

La fulguración solar más energética registrada en la Historia tuvo lugar en 1859 y se conoce como ‘fulguración de Carrington’, por haber sido descrita por el astrónomo aficionado británico Richard Carrington (1826-1875). Por causa de esta fulguración, las auroras ‘polares’ llegaron al Caribe y las líneas de telégrafo –que empezaban entonces a desarrollarse- sufrieron numerosas interrupciones. Si sucediese hoy, una fulguración de estas características (en la que se libraron unos 300 trillones de KWh) tendría unas consecuencias muy dramáticas sobre nuestros numerosos y frágiles equipos tecnológicos.

En esos momentos nos encontramos en la fase ascendente del ciclo de 11 años de actividad solar. Se espera que el máximo se produzca en algún momento del año 2013. Durante el máximo, aumenta tanto el número de manchas como la luminosidad solar. Sin embargo, el aumento de la luminosidad apenas alcanza un 0,1 %, por lo que sus efectos sobre la Tierra son insignificantes.

Según su energía creciente, las erupciones solares pueden ser de los tipos A, B, C, M y X. Cada uno de estos tipos de erupción presenta un flujo de rayos X que es diez veces mayor que el anterior. Las erupciones más peligrosas para nosotros son, por tanto, las de tipo X cuando van dirigidas hacia la Tierra.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Eyecciones de una llamarada solar se dirigen a la Tierra

El Sol se encuentra en una etapa muy activa

Este domingo, una llamarada solar de clase M3, entre las más potentes en la escala y provocada por la mancha solar 1401, chocó contra el campo magnético de la Tierra (06:17 UT, 03:17 Argentina). Los satélites que se encontraban en órbita quedaron expuestos al plasma del viento solar y, como un eco de las llamaradas, intensas y espectaculares auroras se formaron en los cielos de Rusia, Dinamarca, Escocia, Inglaterra y Noruega.

Según la web Spaceweather.com, “Los científicos del centro Goddard de la NASA comprobaron que la eyección de masa coronal dirigida casi directamente hacia la Tierra comprimió fuertemente el campo magnético de nuestro planeta. Hasta ahora no se informaron sobre daños en satélites o redes eléctricas, aunque los primeros sí quedaron expuestos brevemente”.

Según los investigadores “creen que la nube de plasma viaja a una velocidad de 2.200 km, aunque todavía no está confirmado que se dirija directamente hacia la Tierra. Sin embargo, y de nuevo según Spaceweather, una inspección preliminar de las sondas SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) y STEREO sugiere que la eyección embestirá el campo magnético de la Tierra mañana martes o el miércoles”.

La Comisión Europea (CE) presentó días atrás, un informe en el que calificaba de ‘creciente’ el riesgo de que se produzca un evento tecnológico de dimensiones ‘catastróficas’ por culpa de una tormenta solar que afecte a las infraestructuras terrestres, como las redes eléctricas, de telecomunicaciones, de navegación por satélite o a sectores como la banca, los medios de comunicación, los transportes aéreos y marítimos o las redes de suministros básicos para la ciudadanía.

Nueva llamarada, esta vez de a mancha solar 1402

El Observatorio del Clima Espacial ha informado que a las 03:59 de este lunes (03:59 UT, 00:59 Argentina) ha tenido lugar una explosión solar clasificada como clase M9, casi una llamarada X, las más grandes que existen. Se trata de la tormenta más potente de los últimos meses. Las imágenes han sido captadas por el Observatorio Solar de la NASA (Solar Dynamics Observatory).

El Sol se encuentra en una etapa muy activa. El mayor riesgo de estas tormentas solares es la posibilidad de que afecten a los sistemas de comunicaciones en la Tierra.

Desde el Observatorio han subrayado que esta situación entra «dentro de lo que pude suceder con normalidad» dado el actual momento activo del Sol, y que «no se puede concluir que tenga tampoco ninguna peligrosidad», aunque, lógicamente, tratándose de una llamarada asimilable a X, se trata de un fenómeno con la capacidad potencial de causar nuevas tormentas solares mayores que las de este fin de semana y deben ser seguidas de cerca.

Efectos en la Tierra

El origen de esta llamarada es la mancha solar 1402. Concretamente, los satélites de observación han captado como una eyección de masa coronal salía de esta mancha en dirección a la Tierra. La explosión ha sido detectable, con minutos de diferencia, en Australia, Nueva Zelanda, China e India, en forma de ionización.

Ahora se estudian los tipos de impacto podría tener esta eyección cuando llegue a la Tierra, si podría ser de manera directa o parcial. En este sentido, el Observatorio del Clima Espacial ha apuntado que la magnetosfera del planeta se encuentra actualmente en proceso de recuperación de la llamarada solar, de categoría M3.2, que tuvo lugar el pasado 19 de enero y que impactaba en el planeta el pasado domingo.

La magnetosfera también se ha de enfrentar ahora a esta nueva llamarada, que casi triplica a la anterior y que por su extraordinaria rapidez impactaría con la Tierra este martes 24 de enero o el miércoles 25.

Fuente: Axxón. Aportado por Eduardo J. Carletti


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Tormenta estelar: la mayor observada hasta el momento

Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Toronto (Canadá) ha observado cambios de brillo en una estrella enana marrón —aquellas que se sitúa en la escala entre las estrellas enanas y los planetas gigantes— lo que indica que sufre la tormenta más grande vista hasta ahora en un cuerpo así

Según han señalado los expertos, las enanas marrones y los planetas gigantes tienen atmósferas similares de manera que este hallazgo podría arrojar luz sobre los fenómenos climáticos que tienen lugar en los planetas extrasolares.

Como parte de un amplio estudio sobre las enanas marrones los científicos la observaron con una cámara infrarroja de un telescopio de 2,5 metros, en el Observatorio de Chile, logrando así capturar las imágenes en las que se han podido observar las mayores variaciones en el brillo de una estrella de estas características.

En este sentido, la autora principal del documento, Jacqueline Radigan, ha explicado que «el cuerpo ha cambiado de brillo un impresionante 30 por ciento en poco menos de ocho horas». Este fenómeno indica que «se podría estar observando una gigantesca tormenta furiosa en la enana marrón, tal vez una versión más grande que la de la Gran Mancha Roja de Júpiter en el Sistema Solar».

Del mismo modo, Radigan ha indicado que también podría tratarse de la visión de las capas más profundas de su atmósfera a través de grandes agujeros en la cubierta de nubes».

De acuerdo con los modelos teóricos, las nubes se forman en la enana marrón cuando se condensan pequeños granos de polvo hechos de silicatos y metales. La profundidad y el perfil de las variaciones de brillo de este cuerpo han ido cambiado durante semanas y meses, lo que sugiere que en ese ambiente los patrones de nubes evolucionan con el tiempo.

Una enana marrón es un objeto de masa subestelar, incapaz, por lo tanto, de mantener reacciones nucleares continuas de fusión del hidrógeno en su núcleo. Sin embargo, apenas tiene diferenciación química según la profundidad, ya que ha sufrido en algún momento de su vida convección desde la superficie hasta su centro a causa de débiles reacciones de fusión de isótopos residuales. El límite superior de masas es relativamente bien conocido, estando comprendido entre las 75 y las 80 masas jovianas (MJ), según el grado de metalicidad. Por lo que respecta al límite inferior que las separaría de los gigantes gaseosos más masivos, éste sería el de unas 13 MJ, momento a partir del cual el objeto es capaz de fusionar todo su deuterio. A partir de 65 MJ, además de deuterio también queman el litio.

La quema del deuterio se produce en su juventud y es posible debido a su baja temperatura de fusión, unos 100.000 K. Dado que el deuterio es un combustible minoritario que desaparece rápidamente, dicha reacción no puede sostener el colapso. Las enanas marrones siguen brillando por un tiempo debido al calor residual de las reacciones y a la lenta contracción de la materia que las forma.

Las enanas marrones continuarán contrayéndose y enfriándose hasta llegar al equilibrio. Se cree que las enanas marrones son estrellas «fallidas», ya que contienen los mismos materiales que una estrella como el Sol, pero con muy poca masa para brillar. Son muy parecidas a los planetas gaseosos; no son del todo planetas pero no son del todo estrellas.

Fuente: Varias fuentes. Aportado por Eduardo J. Carletti


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