Para qué sirve la Meteorología del Espacio

Todos conocemos de qué se habla cuando nombramos la Meteorología tradicional, se monitorean variables como la temperatura, la presión atmosférica, precipitaciones, etc. Pero, no es tan común saber de qué se trata la Meteorología del Espacio o “Space Weather” como se la conoce internacionalmente.

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Comencemos por explicar el papel que juega el Sol y cómo interactúa con la Tierra y su campo magnético o magnetósfera.

El Sol es el principal forzante o “impulsor” del sistema climático terrestre, nos provee de energía y, también, nos expone a su campo magnético. Los ciclos magnéticos del Sol cambian de polaridad (sería el equivalente a invertir los polos de un imán) aproximadamente cada 11 años, y a los 22 años regresa a su polaridad original.

Un indicador de la actividad magnética del Sol, es el número de manchas observadas en el disco solar, registrándose periodos de máximos y de mínimos de manchas acompañando al ciclo magnético. El ciclo solar regula la llegada de rayos cósmicos a la Tierra y, aunque resulte poco intuitivo, se producen mínimos de rayos cósmicos durante los máximos solares y viceversa.

La Meteorología del Espacio refiere a las condiciones en el medio solar-terrestre, incluyendo las condiciones en el Sol, el medio interplanetario, la magnetósfera terrestre, la ionósfera (la parte ionizada de la atmósfera terrestre) y el flujo de rayos cósmicos que llega a la Tierra entre otros parámetros a monitorear.

El espacio que separa la Tierra del Sol se encuentra dominado por el viento solar. El viento solar es un flujo constante de gas de plasma (el cuarto estado de la materia) constituido por partículas con carga eléctrica provenientes del Sol. Estas empujan y alargan el campo magnético de la Tierra, cambiando su configuración. También, el Sol produce eventos transitorios expulsando estructuras de plasma que perturban el campo magnético terrestre. El campo magnético terrestre, en una primera aproximación, puede considerarse como dipolar, es decir que el campo magnético se asemeja al de un imán, y su zona de influencia se denomina magnetósfera. Algunas de las partículas del viento solar quedan atrapadas en este campo magnético, formando los denominados cinturones de Van Allen, otras, muy pocas, logran alcanzar la atmósfera terrestre. El campo magnético terrestre actúa como una “autopista” a través de la cual las partículas llegan a los polos con cierta facilidad.

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Los rayos cósmicos que alcanzan la superficie terrestre son el resultado de una secuencia de fenómenos que se origina cuando estos rayos ingresan al sistema solar desde el medio interestelar, viajan a través del viento solar y alcanzan la Tierra. Al llegar a la magnetosfera, los rayos desvían sus trayectorias debido a la presencia del campo magnético terrestre. Según sea su energía y su carga eléctrica, algunos rayos logran continuar avanzando y alcanzan altitudes más bajas, encontrándose con el gas más denso que forma nuestra atmósfera y desarrollando cascadas de partículas, que producen los llamados rayos cósmicos secundarios. Cuando estas partículas secundarias alcanzan el suelo, pueden ser detectadas por instrumentos. La Antártida es un sitio privilegiado para el estudio de las cascadas de rayos cósmicos puesto que, a diferencia de otras latitudes, el campo magnético terrestre facilita la llegada de partículas de menor energía, permitiendo el estudio de eventos solares e incluso galácticos, es por ello que colocamos nuestro laboratorio de Meteorología del Espacio allí. El Sol también influye en escalas temporales menores, por ejemplo, como la alta atmósfera gira conjuntamente con la Tierra, durante el día se generan nuevos iones producidos por los rayos UV.

Contrariamente, durante la noche sus cantidades disminuyen. Para comprender el origen y el transporte de los rayos cósmicos se requiere de gran conocimiento en física, en Ciencias Espaciales y en Meteorología, ya que estas partículas energéticas interactúan con el campo geomagnético y con las partículas de la atmósfera antes de alcanzar la superficie de nuestro planeta. Estos conocimientos acerca de los rayos cósmicos, son de utilidad para proporcionar alertas de eventos solares y perturbaciones magnéticas que constituyen la llamada meteorología del espacio. Esta información permite poner a resguardo a los astronautas y a los satélites que orbitan la Tierra de los efectos nocivos de las mismas. Durante estos episodios es común que se produzcan problemas en las comunicaciones satelitales, de allí que sea útil contar con esta información y así poder brindar alertas tempranas y además para entender los procesos físicos involucrados y hacer ciencia básica.

Los directores del proyecto del Laboratorio Antártico de Meteorología del Espacio son el doctor en Física, Sergio Dasso, y quien escribe este texto.

Pero, por supuesto el grupo es mucho más grande. Se trata de un proyecto interdisciplinario que involucra a diferentes instituciones, entre las que principalmente se encuentran el IAFE (Conicet-UBA), el Instituto Antártico Argentino (IAA) y los Departamentos de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos (DCAO) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Es llevado a cabo por el grupo (LAMP, Laboratorio Argentino de Meteorología del Espacio, www.iafe.uba.ar/u/).

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Nuestro Laboratorio Antártico permite entre otras cosas monitorear el flujo partículas en tiempo cuasi real con fines operativos y científicos, brindando soporte en Tierra a misiones como la Parker Solar Probe de la NASA. La información del Laboratorio es utilizada por el Laboratorio Argentino de Meteorología del Espacio (LAMP) para la elaboración de alertas, en los boletines semanales de Space Weather, y para el estudio científico de las condiciones y procesos físicos involucrados.

*La autora es doctora en Ciencias Físicas de la UBA. Instituto Antártico Argentino. Dirección Nacional del Antártico.

-*Producción y edición: Miguel Títiro - mtitiro@losandes.com.ar