El estudio del Sol tiene un impacto significativo en la vida de cada habitante de nuestro planeta. La sociedad actual depende cada vez más del uso de la tecnología, como la que se basa en el uso del posicionamiento terrestre a través de satélites (Global Navigation Satellite System, GNSS), por citar un ejemplo. Sin embargo, particularmente esta tecnología puede verse afectada ante la presencia de fenómenos energéticos en el Sol, que generan la emisión de radiación o partículas. Por situaciones como esta, es vital estudiar y descubrir nuevos conocimientos sobre nuestra estrella que nos brinden oportunidades para educar, concientizar y fascinar a la sociedad.

Las tormentas solares pueden tener efectos perjudiciales en redes eléctricas,  comunicaciones satelitales y sistemas de navegación.

El Sol es una fuente casi inagotable de energía y un objeto celeste de gran importancia para todos, aunque a la distancia y a simple vista puede parecer un cuerpo celeste común. Su estudio es fundamental para entender una gran variedad de fenómenos astronómicos (como los eclipses y la actividad solar), así como avanzar en áreas cruciales como la energía renovable, la meteorología espacial y la investigación científica.

Cromósfera solar, tomada desde el Observatorio del LACIGE-ENESM, en H-Alpha (6562.8 Ångtroms), UNAM. Raúl Gutiérrez Zalapa, Ariana Varela Gomez, Jaquelin Mejia Orozco y Mateo Peralta Mondragón.

Gracias a los eclipses solares se puede obtener información sobre el comportamiento de la corona solar, su capa más externa, y la configuración de su campo magnético a grandes distancias, lo cual pone a prueba modelos físicos para estudiar de forma integral la atmósfera solar. 

Capas del Sol a escala

También han propiciado la comprobación de teorías como la de la relatividad general de Albert Einstein, que habla de la curvatura de la luz proveniente de otras estrellas al pasar cerca de un objeto masivo como el Sol. Finalmente, bajo las condiciones de un eclipse solar se pueden calibrar instrumentos de medición de uso diverso en las ciencias espaciales.

Sabemos que nuestra estrella emite constantemente partículas cargadas (electrones, protones y partículas alfa) y radiación que interactúa con la magnetósfera y la atmósfera más externa de la Tierra, dando lugar a lo que se conoce como la meteorología espacial.

Gracias a su desarrollo es posible comprender y predecir perturbaciones en el Medio Interplanetario (MIP), el medio entre el Sol y los planetas, como las tormentas solares y las eyecciones de masa coronal. Estos eventos se pueden apreciar directamente en las auroras boreales o australes, observadas generalmente en los polos de nuestro planeta, y pueden ocasionar afectaciones a las redes eléctricas, las comunicaciones satelitales, los sistemas de navegación y otros aspectos clave de la infraestructura moderna.

Tanto la radiación como las partículas pueden viajar por el MIP, recorriendo más de 150 millones de kilómetros, correspondientes a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, y lo hacen en aproximadamente ocho minutos, para el caso de la radiación, y en un par de horas o días para el caso de las partículas, dependiendo de la velocidad con la que salgan del Sol (400 km/s en promedio). 

La dinámica y ocurrencia de estos fenómenos es impredecible, pero se sabe que tiene una fuerte relación con el ciclo de nuestra estrella, que es aproximadamente de 11 años.

Estudiar y descubrir nuevos conocimientos sobre nuestra estrella es vital… ¡y fascinante!

La única forma de minimizar o mitigar los daños a la tecnología satelital por eventos de este tipo es a través de la prevención. Una manera es generar el registro continuo de fotografías solares, desde la Tierra y el espacio, que permitan verificar la actividad solar para saber el momento preciso en el que ocurre un evento (como eyección de masa coronal, o ráfagas) y emitir alertas bajo ciertos protocolos que, en el caso de nuestro país, ya se tienen a través de un gran esfuerzo por observar sistemáticamente el Sol con distintos instrumentos en diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético, y que se operan en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL).

Son pocos los observatorios en México dedicados al registro fotográfico del Sol y su estudio, a pesar de que nuestro país tiene una larga tradición astronómica en la que se incursionó en estos temas, desde la época de los astrónomos Joaquín Gallo y Luis Segura, quienes fotografiaron la corona solar durante el eclipse de Sol observado en la localidad de Yerbanís, Durango, el 10 de septiembre de 1923; o los primeros registros de ráfagas solares obtenidos por Graciela González del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) el 9 de febrero de 1958.

Las advertencias tempranas sobre tormentas solares permiten proteger y mitigar los posibles daños a infraestructuras vitales.

El Sol, como todas las estrellas, tiene una atmósfera. La cromósfera solar forma parte de la atmósfera baja, por encima de la superficie del Sol. Tiene un espesor aproximado de unos 2 mil kilómetros, y en ella pueden observarse características como filamentos de gas (plasma) o incluso regiones activas que deben ser monitoreadas en todo momento dentro de lo que se conoce como clima espacial o meteorología del espacio.

En Morelia, Michoacán se cuenta con un observatorio en el Laboratorio de Ciencias GeoEspaciales (LACIGE) de la Escuela Nacional de Estudios Superiores de la UNAM, en el que diariamente se registran imágenes de la cromósfera solar con filtros especiales como el H-Alpha (6562.8 Ångstroms), que permiten estudiar la dinámica diaria de nuestra estrella. 

Este laboratorio fue creado en 2015 con la finalidad de hacer investigación relativa a las ciencias espaciales y a la física solar. Cuenta con un telescopio especial para llevar a cabo observaciones solares que permiten estudiar nuestra estrella, y una versatilidad de cámaras rápidas para el registro diario de su actividad.

Observatorio en el Laboratorio de Ciencias GeoEspaciales (LACIGE)

A partir de las fotografías solares en H-Alpha ha sido posible estudiar y entender muchos de los procesos que ocurren en la superficie solar y su atmósfera. Junto con otros instrumentos que se encuentran en operación en el Laboratorio Nacional del Clima Espacial (LANCE) de la UNAM, se puede brindar un soporte integral al gobierno mexicano para la toma de decisiones sobre satélites, telecomunicaciones, subestaciones eléctricas, entre otras que son de suma importancia para la seguridad nacional.

Es importante mencionar que se tienen registros precisos de pasados eventos solares intensos que han tenido un impacto en la infraestructura tecnológica mundial. Un ejemplo es el evento Carrington, que ocurrió en 1859 y afectó en gran medida la red de telégrafos de esa época; además se observaron auroras boreales en latitudes tan al sur como las de nuestro país. Un ejemplo más reciente es el ocurrido en 1989 en Quebec, Canadá, en el cual una tormenta solar dejó sin electricidad a seis millones de personas durante aproximadamente nueve horas.

Si bien el avance tecnológico es significativo en los últimos años, éste debe estar muy correlacionado al monitoreo de nuestra estrella por grupos de investigación como los que se tienen en México. Al estudiar el Sol, los científicos pueden proporcionar advertencias tempranas sobre tormentas solares, permitiendo que las autoridades tomen medidas para proteger y mitigar los posibles daños a infraestructuras vitales.

Sin duda, los avances en la investigación solar y los descubrimientos sobre la vida y el ciclo del Sol pueden inspirar a las generaciones más jóvenes a interesarse por la ciencia y a hacer de nuestro país un mejor sitio de convivencia.